A Red Bull pilótája dominált a Q3-ban, amelynek kezdetét az intenzív esőzés miatt 45 perccel elcsúsztattak.
Habár Romain Grosjean szerezte meg az ideiglenes pole pozíciót, a francia pilóta teljesített gyors kört elsőként intermediate abroncson, Vettel ugyanezen a keveréken teljesített első körével 1.1 másodperccel előzte meg riválisait.
Nico Rosberg és Fernando Alonso csak a második helyért tudott harcolni, végül a Mercedes német pilótája 0.623 másodperces hátránnyal végzett Vettel mögött. A harmadik hely még így is kiváló eredmény a Ferrari legutóbbi formájához képest, Alonso Mark Webbert 0.063 másodperccel előzte meg.
Lewis Hamilton fél másodperces hátránnyal csapattársa mögött az ötödik lett, míg Grosjean a hatodik helyre esett vissza a Lotusszal.
A Toro Rosso jól teljesített az esőben, mindkét autójával a Q3-ba jutott. Daniel Ricciardo és Jean-Eric Vergne a negyedik soron osztoztak, Felipe Massa és Nico Hülkenberg előtt.
Az időjárás a Q1-ben és a Q2-ben is ingadozni látszott, a második szakaszban egyre több víz került a pályára.
Ennek következtében az első körök eredményei nagyjából változatlanok maradtak, csak Hülkenbergnek sikerült a 10. helyre felugrania, aki ezzel 0.015 másodperccel Heikki Kovalainent megelőzve továbbjutott a Q3-ba.
A Q2 kiesői Kovalainen mellett a két Force India, a két McLaren és a Williams pilótája, Valtteri Bottas voltak.
Sergio Perez a Q2 végén a Descida do Lago kanyar kijáratánál szenvedett balesetet utolsó körében, de még így is csapattársa, Jenson Button előtt végzett a 14. helyen.
A Q1-ben is hasonló helyzet állt elő, az első körök bizonyultak meghatározónak, csak Vergne tudott javítani az utolsó pillanatban, elkerülve a kiesést.
A francia pilóta Pastor Maldonadót ejtette el a továbbjutástól, a venezuelai pilóta mellett Esteban Gutierrez, valamint a Caterham és a Marussia két pilótája búcsúzott.
A szezonzáró Brazil Nagydíj helyi idő szerint vasárnap 14 órakor veszi kezdetét.
Brazil Nagydíj - Időmérő edzés végeredménye:
| Hely | Versenyző | Csapat | Idő | Körök |
| Q3 | ||||
| 1 | Sebastian Vettel | Red Bull | 1:26.479 | 23 |
| 2 | Nico Rosberg | Mercedes | 1:27.102 | 22 |
| 3 | Fernando Alonso | Ferrari | 1:27.539 | 21 |
| 4 | Mark Webber | Red Bull | 1:27.572 | 23 |
| 5 | Lewis Hamilton | Mercedes | 1:27.677 | 23 |
| 6 | Romain Grosjean | Lotus | 1:27.737 | 22 |
| 7 | Daniel Ricciardo | Toro Rosso | 1:28.052 | 24 |
| 8 | Jean-Éric Vergne | Toro Rosso | 1:28.081 | 25 |
| 9 | Felipe Massa | Ferrari | 1:28.109 | 20 |
| 10 | Nico Hülkenberg | Sauber | 1:29.582 | 21 |
| Q2 | ||||
| 11 | Heikki Kovalainen | Lotus | 1:27.456 | 21 |
| 12 | Paul di Resta | Force India | 1:27.798 | 16 |
| 13 | Valtteri Bottas | Williams | 1:27.954 | 16 |
| 14 | Sergio Perez | McLaren | 1:28.269 | 15 |
| 15 | Jenson Button | McLaren | 1:28.308 | 15 |
| 16 | Adrian Sutil | Force India | 1:28.586 | 19 |
| Q1 | ||||
| 17 | Pastor Maldonado | Williams | 1:27.367 | 12 |
| 18 | Esteban Gutiérrez | Sauber | 1:27.445 | 14 |
| 19 | Charles Pic | Caterham | 1:27.843 | 6 |
| 20 | Giedo van der Garde | Caterham | 1:28.320 | 6 |
| 21 | Jules Bianchi | Marussia | 1:28.366 | 11 |
| 22 | Max Chilton | Marussia | 1:28.950 | 11 |
A Brazil Nagydíj rajtrácsa:
