Hamilton meraih pole position setelah mencatatkan waktu terbaik satu putaran 1 menit 31,678 detik pada Q3. Hamilton unggul 0,86 detik dari pebalap Ferrari Sebastian Vettel yang menempati posisi start kedua dalam balapan nanti.
Rekan setim Hamilton, Valtteri Bottas, menempati posisi start ketiga setelah dalam Q3 mencatatkan waktu 0,001 detik lebih lambat dari Vettel. Sedangkan rekan setim Vettel, Kimi Raikkonen, menempati posisi start ke-empat dengan catatan waktu kualifikasi 1 menit 32,140 detik.
Berturut-turut setelah itu posisi start lima sampai 10 ditempati Daniel Ricciardo (Red Bull), Felipe Massa (Williams), Nico Hulkenberg (Renault), Sergio Perez (Force India), Daniil Kvyat (Toro Rosso), dan Lance Stroll (Williams).
Hasil kualifikasi F1 GP Tiongkok:
1. Lewis Hamilton GBR Mercedes – Mercedes 1m 31.678s
2. Sebastian Vettel GER Ferrari – Ferrari 1m 31.864s
3. Valtteri Bottas FIN Mercedes – Mercedes 1m 31.865s
4. Kimi Raikkonen FIN Ferrari – Ferrari 1m 32.140s
5. Daniel Ricciardo AUS Red Bull – TAG 1m 33.033s
6. Felipe Massa BRA Williams – Mercedes 1m 33.507s
7. Nico Hulkenberg GER Renault – Renault 1m 33.580s
8. Sergio Perez MEX Force India-Mercedes 1m 33.706s
9. Daniil Kvyat RUS Toro Rosso-Renault 1m 33.719s
10. Lance Stroll CAN Williams – Mercedes 1m 34.220s
11. Carlos Sainz ESP Toro Rosso-Renault 1m 34.150s
12. Kevin Magnussen DEN Haas-Ferrari 1m 34.164s
13. Fernando Alonso ESP McLaren-Honda 1m 34.372s
14. Marcus Ericsson SWE Sauber – Ferrari 1m 35.046s
15. Antonio Giovinazzi ITA Sauber – Ferrari No Q2 Time
16. Stoffel Vandoorne BEL McLaren-Honda 1m 35.023s
17. Romain Grosjean FRA Haas-Ferrari 1m 35.223s
18. Jolyon Palmer GBR Renault – Renault 1m 35.279s
19. Max Verstappen NED Red Bull – TAG 1m 35.433s
20. Esteban Ocon FRA Force India-Mercedes 1m 35.496s