Langkah Rio terhenti di Q1 dalam kualifikasi yang memakai format lama ini, dimana semua pebalap mendapat waktu kualifikasi yang sama, tidak tersingkir satu-satu seperti di dua GP sebelumnya di musim ini.
Rio akan berada di depan rekan setimnya di Manor Racing, Pascal Wehrlein, yang start dari posisi 21. Wehrlein gagal mencatatkan waktu saat kualifikasi, karena mengalami insiden saat putaran pemanasan. Di dekat garis start, setelah pemanasan, MRT05 yang dikendarai Wehrlein melintir setelah melewati area yang tergenang air. Akibatnya sisi kiri mobil menghantam tembok.
Wehrlein tak mengalami cedera akibat insiden ini, tapi ia tak dapat meneruskan kualifikasi. Red flag dikibarkan setelah insiden ini, para stewards membersihkan area insiden terjadi sebelum kualifikasi dilanjutkan.
Adapun Hamilton dipastikan akan start dari posisi terakhir karena masalah mekanik membuatnya tak mencatatkan waktu saat kualifikasi. Sempat melakukan putaran pemanasan, Hamilton lalu langsung kembali ke pitstop akibat masalah yang terjadi.
Hamilton sesungguhnya juga menerima hukuman start lima posisi mundur di F1 GP Tiongkok. Hukuman diberikan akibat pergantian gearbox di Mercedes yang dikendarai Hamilton.
Sementara itu yang akan menempati pole position dalam balapan nanti adalah rekan setim Hamilton di Mercedes, Nico Rosberg. Rosberg menempati urutan pertama pada Q3 dengan catatan waktu terbaik 1 menit 35,402 detik. Tempat kedua dan ketiga ditempati pebalap Red Bull Daniel Ricciardo dan pebalap Ferrari Kimi Raikkonen.
Pebalap Force India Nico Hulkenberg menempati peringkat 10 pada Q3, karena tak mencatatkan waktu dalam kualifikasi sesi terakhir ini. Di akhir Q2, roda kiri depan mobil yang dikendarai Hulkenberg lepas, sehingga sesi dua dihentikan lebih cepat dari seharusnya.
Hasil kualifikasi F1 GP Tiongkok 2016:
1. Nico Rosberg GER Mercedes-Mercedes 1m 35.402s
2. Daniel Ricciardo AUS Red Bull-TAG Heuer 1m 35.917s
3. Kimi Raikkonen FIN Ferrari-Ferrari 1m 35.972s
4. Sebastian Vettel GER Ferrari-Ferrari 1m 36.246s
5. Valtteri Bottas FIN Williams-Mercedes 1m 36.296s
6. Daniil Kvyat RUS Red Bull-TAG Heuer 1m 36.399s
7. Sergio Perez MEX Force India-Mercedes 1m 36.865s
8. Carlos Sainz Jr ESP Toro Rosso-Ferrari 1m 36.881s
9. Max Verstappen NED Toro Rosso-Ferrari 1m 37.194s
10. Nico Hulkenberg GER Force India-Mercedes No time
11. Felipe Massa BRZ Williams-Mercedes 1m 37.347s
12. Fernando Alonso ESP McLaren-Honda 1m 38.836s
13. Jenson Button GBR McLaren-Honda 1m 39.093s
14. Romain Grosjean FRA Haas-Ferrari 1m 39.830s
15. Marcus Ericsson SWE Sauber-Ferrari 1m 40.742s
16. Felipe Nasr BRZ Sauber-Ferrari 1m 42.430s
17. Kevin Magnussen DEN Renault-Renault 1m 38.673s
18. Esteban Gutierrez MEX Haas-Ferrari 1m 38.770s
19. Jolyon Palmer GBR Renault-Renault 1m 39.528s
20. Rio Haryanto INA MRT-Mercedes 1m 40.264s
21. Pascal Wehrlein GER MRT-Mercedes No time
22. Lewis Hamilton GBR Mercedes-Mercedes No time*