Esővel és egy nagy Kvjat-bukással tarkított időmérőt nyert a Red Bull Ringen Lewis Hamilton, az igazi meglepetést viszont Nico Hülkenberg és Jenson Button okozták, akik két büntetésnek is köszönhetően a második és harmadik helyekről indulhatnak majd vasárnap.
Egész hétvégén nagyon gyorsak voltak a Mercedesek, de az eddigi leggyorsabb kört Sebastian Vettel autózta a Red Bull Ringen. Nico Rosberg nagyot esett a harmadik szabadedzésen, pénteken és szombaton is rengeteg volt a hiba, úgyhogy semmi sem garantált az időmérőre.
Nehezen indult be az időmérő, a zöld lámpa után fél percig egyetlen kocsi jött ki a garázsból. Az első mért körök végén Lewis Hamilton volt a leggyorsabb, 15 ezreddel maradt el attól, hogy a pálya első 1:07 alatti körét autózza. Nem sokkal később aztán át is törte ezt a határt, majd a bukás után még időben összerakott autóval Rosberg ugrott az élre, de Vettel a Ferrarival is tartani tudta a Mercik tempóját.
A harmad vége felé Danyiil Kvjat verte oda a Toro Rossót: neki a jobb hátsó felfüggesztése tört el menet közben az egyik kerékvetőn, elkezdett forogni a kocsi, az orrát oda is verte egy gumifalhoz, majd szinte fékezés nélkül csapódott egy másikba.
Az újraindításkor 104 másodperc maradt hátra, vagyis mindenkinek maradt ideje a javításra, nagy is volt a forgalom a harmad végén. Carlos Sainz viszont már nem javíthatott, a másik Toro Rossóban elfüstölt a motor, így hiába volt továbbjutó helyen a spanyol, félre kellett állnia. De más sem javított, így a piros zászló előtti hatos, Kevin Magnussen, Jolyon Palmer, Rio Haryanto, Danyiil Kvjat, Marcus Erisccon és Felipe Nasr estek ki, miközben óriási meglepetésre Pascal Wehrlein a Manorral a 10. idővel jutott tovább.
A középső harmadban elkezdett ugyan csöpögni az eső, de a 40 fok fölötti hőmérsékletű aszfalton nem okozott gondot, mindenki maradt slick gumikon. A két Mercedes volt a leggyorsabb, ráadásul Ferrarik és a Red Bullok viszont spóroltak egy-egy szett ultralágy gumit, és szuperlágyakkal is bejutottak a legjobb 10-be, ráadásul így a futamot is szuperlágyon kezdhetik majd.
A harmad végére felerősödött az eső, így úgy tűnt, a legjobb 10 helyről vizes pályán kell döntenie majd a versenyzőknek. A második harmadban Sergio Pérez, Sainz, Fernando Alonso, Romain Grosjean, a meglepetésre 12. helyre kvalifikáló Wehrlein, illetve Esteban Gutiérrez estek ki.
Akkora eső nem jött, mint a pénteki második szabadedzésen, így elég volt az intermediate gumi a kocsikra. Az első mért körök után Daniel Ricciardo volt a leggyorsabb, csapattársa és közé Nico Rosberg fért be, de ahogy száradt a pálya, úgy jöttek az egyre jobb idők – Hamilton másodikra például jó négy másodpercet tudott javítani.
A legvégére mindenki ultralágy gumikra váltott, ezeken Lewis Hamilton volt a leggyorsabb, bő fél másodpercet vert csapattársára, Nico Rosbergre, a harmadik Nico Hülkenberg pedig már 1,3 másodpercet kapott a Force Indiában. Hatalmas meglepetésre Jenson Button ötödik lett a McLarennel, ám mivel Rosberg és Vettel is rajtbüntetést kapott, így Hülkenberg a második, Button pedig a harmadik helyről kezdheti majd a futamot. Mindkét német kocsijában váltót cseréltek, a Ferrariét már csütörtökön tudni lehetett, Rosberg a délelőtti balesete után kényszerült a cserére.
Hülkenberg második rajthelye viszont veszélyben lehet, vizsgálják ugyanis, hogy sárga zászló mellett nem vette el a gázt, ekkor ugyanis javult az ideje, de csapata igyekszik megtartani neki a pozícióját.
| Helyezés | Pilóta | Csapat | Idő | Különbség |
| 1. | Lewis Hamilton | Mercedes | 1m07.922s | - |
| 2. | Nico Rosberg* | Mercedes | 1m08.465s | 0.543s |
| 3. | Nico Hülkenberg | Force India/Mercedes | 1m09.285s | 1.363s |
| 4. | Sebastian Vettel* | Ferrari | 1m09.781s | 1.859s |
| 5. | Jenson Button | McLaren/Honda | 1m09.900s | 1.978s |
| 6. | Kimi Räikkönen | Ferrari | 1m09.901s | 1.979s |
| 7. | Daniel Ricciardo | Red Bull/Renault | 1m09.980s | 2.058s |
| 8. | Valtteri Bottas | Williams/Mercedes | 1m10.440s | 2.518s |
| 9. | Max Verstappen | Red Bull/Renault | 1m11.153s | 3.231s |
| 10. | Felipe Massa | Williams/Mercedes | 1m11.977s | 4.055s |
| 11. | Esteban Gutiérrez | Haas/Ferrari | 1m07.578s | -0.344 |
| 12. | Pascal Wehrlein | Manor/Mercedes | 1m07.700s | -0.222 |
| 13. | Romain Grosjean | Haas/Ferrari | 1m07.850s | -0.072 |
| 14. | Fernando Alonso | McLaren/Honda | 1m08.154s | 0.232s |
| 15. | Carlos Sainz | Toro Rosso/Ferrari | - | - |
| 16. | Sergio Pérez | Force India/Mercedes | - | - |
| 17. | Kevin Magnussen | Renault | 1m07.941s | 0.019s |
| 18. | Jolyon Palmer | Renault | 1m07.965s | 0.043s |
| 19. | Rio Haryanto | Manor/Mercedes | 1m08.026s | 0.104s |
| 20. | Danyiil Kvjat | Toro Rosso/Ferrari | 1m08.409s | 0.487s |
| 21. | Marcus Ericsson | Sauber/Ferrari | 1m08.418s | 0.496s |
| 22. | Felipe Nasr | Sauber/Ferrari | 1m08.446s | 0.524s |