Pünktlich zum Start des Qualifyings zeigte sich die Sonne über dem Circuit de Barcelona-Catalunya, der sich in den ersten Minuten des Abschlusstrainings nur langsam füllte. Der Erste, der sich eine Rundenzeit notieren liess, war Williams-Pilot Robert Kubica, der die 4,655 km in 1:21,860 min zurücklegte. Das reichte natürlich nicht, um sich auf der ersten Position zu halten, sodass der Pole gleich durchgereicht wurde, sobald die Konkurrenz gezeitete Runden drehte. Kurz darauf sorgte Nico Hülkenberg für Aufregung. Der Renault-Routinier verbremste sich in der vierten Runde, bretterte durchs Kies und kam mit dem Frontflügel sogar an die Streckenbegrenzung. Obwohl die Berührung nur leicht war, reichte sie, um den Flügel zu beschädigen, weshalb der Deutsche auf dem Weg zurück zur Box über seinen eigenen Frontflügel fuhr und diesen bis an die Box zurück mitschleppte. Während sich erst Ferrari-Star Sebastian Vettel und daraufhin sein Teamkolleg Charles Leclerc an die Spitze setzten, legte Kubicas Stallgefährte George Russell in der Schikane einen Dreher hin, nachdem er aber unverrichteter Dinge weiterfahren konnte. Der junge Brite wird in der Startaufstellung um fünf Positionen nach hinten rücken müssen, weil bereits vor dem Qualifying das Getriebe in seinem FW42 ausserplanmässig ausgetauscht werden musste. Die Konkurrenz gab derweil weiter Gas, sodass auf dem Zeitenmonitor mehrmals ein neuer Name auf der ersten Position aufleuchtete. Erst war es Max Verstappen, der mit 1:17,244 min eine neue Bestzeit schaffte, kurz darauf unterbot Valtteri Bottas diese Bestmarke um sechs Hundertstel. Lewis Hamilton schaffte es vorerst "nur" auf den dritten Platz und beklagte sich über den Verkehr, den er auf seiner schnellen Runde bekundet hatte. Den Sprung ins Q2 schaffte der fünffache Weltmeister natürlich locker, im Gegensatz zu Nico Hülkenberg, Lance Stroll, Antonio Giovinazzi, Russell und Kubica, für die das Abschlusstraining nach 18 Minuten gelaufen war. Die Q1-Bestzeit sicherte sich sein Teamkollege Bottas vor Verstappen. Gleich beim Start des zweiten Qualifying-Segments zeigten sich beide Silberpfeile sowie beide roten Renner aus Maranello auf der Piste. Und erneut hatte Mercedes die Nase vorn, doch diesmal war es Hamilton, der sich auf die erste Position setzte. Mit 1:16,038 min unterbot der Brite bereits die Pole-Zeit des vergangenen Jahres. Damit blieb er zwei Zehntel schneller als Bottas und ganze sechs Zehntel schneller als Vettel. Letzterer musste nicht nur die Silbernen im Auge behalten, denn das Red Bull Racing-Duo Max Verstappen und Pierre Gasly war auch stark unterwegs. Vorerst reihten sich der Niederländer und der Franzose auf den Plätzen 4 und 5 ein. Auch Renault-Star Daniel Ricciardo war flott unterwegs, der Australier wird allerdings drei Startplätze zurück müssen, weil er beim letzten Kräftemessen in Baku beim Versuch, einen Notausgang zu verlassen, im Rückwärtsgang in Daniil Kvyats Toro Rosso gekracht war. Trotzdem schaffte er es als Zehntschnellster des Q2 noch ins Top-10-Stechen, für Lando Norris, Alex Albon, Carlos Sainz, Kimi Räikkönen und Sergio Pérez war das Abschlusstraining hingegen vorbei. Die Q2-Bestzeit sicherte sich erneut Bottas, diesmal vor seinem Teamkollegen Hamilton und dem Ferrari-Duo Sebastian Vettel und Charles Leclerc. Im Q3 brannte Bottas beim ersten Versuch eine 1:15,406 min in den spanischen Asphalt – und distanzierte damit seinen Teamkollegen um vier Zehntel. Vettel fehlten bereits 0,866 min auf die Bestmarke und Verstappen bereits mehr als neun Zehntel. Das reichte, um sich die Pole zu sichern, Hamilton musste sich mit dem zweiten Startplatz begnügen, Vettel, Verstappen, Leclerc, Gasly, Grosjean, Magnussen, Kvyat und Ricciardo folgten auf den weiteren Rängen.