Az időmérőre sem érkezett meg a várt eső, bár a felhők egyre sötétebb foltokban csoportosultak a pálya felett. Két versenyző enélkül is sötét reményekkel vágott neki a kvalifikációnak, Sergio Perez ugyanis az austini baleset okozásáért kapott egy hétrajthelyes büntetést, és Danyiil Kvjat is ugyanennyi letöltetlent hozott át az egy héttel ezelőtti motorcseréje után.
A Q1-ben mindenki a lágy gumikon futotta legjobb idejét, még a Williamsek is, akik a közepeseken kezdtek, talán abban a reményben, hogy ez is elég lesz nekik a továbbjutáshoz - végül azonban nem kockáztattak. A Mercedesek azonnal a lágyak mellett döntöttek és rögtön újabb rekordidőket repesztettek, Nico Rosberg az 1:10,3-as idejével egy tizedet adott Lewis Hamiltonnak. Mindeközben Fernando Alonso a csapatával vitázott.
Az ezúttal is 18 fős mezőnyből most is négy autó búcsúzott az első szakaszban: a két Lotus mellett az a két pilóta, akik a legtöbb időt vesztették az edzéseken: az autóját a nem tökéletes beállítások miatt vezethetetlennek tartó Jean-Eric Vergne, valamint Perez, akinek egyébként is a legjobb tíz között kellett volna végeznie ahhoz, hogy ne az utolsó helyre sorolják vissza. Így a mexikói a rajtrács végén áll majd vasárnap.
A Q2 az eredménylistát elnézve papírformát hozott, ám annál szorosabban alakult az állás. Miután Kvjat a büntetése tudatában már nem is lépett pályára, a két Saubernek és Nico Hülkenbergnek pedig túl nagy falatot jelentettek a többiek, az öt legnagyobb csapatnak nem kellett különösebben aggódnia a továbbjutást illetően. Rosberg ismét az élen végzett, ráadásul Felipe Massa második próbálkozása után négy századra megközelítette őt, ám még ennél is szorosabb eredményeket produkált az üldözőboly: a McLaren, a Red Bull és a Ferrari hat pilótája egyetlen tizeden belül végzett egymáshoz képest az 5-10. helyen.
A Q3 első köreiben Hamilton is elő tudott rukkolni egy igazán erős, 1:10,1-es idővel, a mögötte érkező Rosberg azonban néhány századdal ezt is felülmúlta. Mögéjük a két Williams jött be veszélyes, csupán 1-2 tizedes közelségben. A második körökben ismét Hamilton volt az első a pályán és egy tizedet faragva az etalonból az élre állt, ám Rosberg ugyanilyen mértékben tudott gyorsulni, és visszaállt csapattársa elé, megszerezve ezzel a pole-t.
Massa ugyan hibázott és nem tudott javítani, de ezzel is megtartotta harmadik helyét Bottas előtt, a brazil szurkolók nagy örömére. Mögöttük Jenson Button és Kevin Magnussen közé beférkőzött Sebastian Vettel, míg Fernando Alonso és Kimi Raikkönen Daniel Ricciardót fogja közre.
Nico Rosberg ezzel a rajtelsőségével bezsebelte az idei évre létrehozott díjat, a Pole Trophy-t, amit a szezonban legtöbb pole-pozíciót szerző pilóta kap, hiszen Hamilton már nem érheti őt be ebben a tekintetben. 1:10,023-as ideje pedig a valaha volt leggyorsabb időmérős kör Interlagosból, fél másodperccel felülmúlva Rubens Barrichello 2004-es eredményét. Abban az évben ugyan futottak már 1:09,8-as kört is a hétvége során, az viszont nem számít hivatalosnak.
Az időmérő végeredménye:
# | Versenyző | Csapat | Q1 | Q2 | Q3 | Kör |
1 | Nico Rosberg | Mercedes | 1:10.347 | 1:10.303 | 1:10.023 | 14 |
2 | Lewis Hamilton | Mercedes | 1:10.457 | 1:10.712 | 1:10.056 | 14 |
3 | Felipe Massa | Williams-Mercedes | 1:10.602 | 1:10.343 | 1:10.247 | 17 |
4 | Valtteri Bottas | Williams-Mercedes | 1:10.832 | 1:10.421 | 1:10.305 | 17 |
5 | Jenson Button | McLaren-Mercedes | 1:11.097 | 1:11.127 | 1:10.930 | 16 |
6 | Sebastian Vettel | Red Bull Racing-Renault | 1:11.880 | 1:11.129 | 1:10.938 | 19 |
7 | Kevin Magnussen | McLaren-Mercedes | 1:11.134 | 1:11.211 | 1:10.969 | 16 |
8 | Fernando Alonso | Ferrari | 1:11.558 | 1:11.215 | 1:10.977 | 18 |
9 | Daniel Ricciardo | Red Bull Racing-Renault | 1:11.593 | 1:11.208 | 1:11.075 | 20 |
10 | Kimi Räikkönen | Ferrari | 1:11.193 | 1:11.188 | 1:11.099 | 18 |
11 | Esteban Gutierrez | Sauber-Ferrari | 1:11.520 | 1:11.591 | 18 | |
12 | Nico Hulkenberg | Force India-Mercedes | 1:11.848 | 1:11.976 | 14 | |
13 | Adrian Sutil | Sauber-Ferrari | 1:11.943 | 1:12.099 | 17 | |
14 | Daniil Kvyat | STR-Renault | 1:11.423 | 9 | ||
15 | Romain Grosjean | Lotus-Renault | 1:12.037 | 8 | ||
16 | Jean-Eric Vergne | STR-Renault | 1:12.040 | 10 | ||
17 | Sergio Perez | Force India-Mercedes | 1:12.076 | 9 | ||
18 | Pastor Maldonado | Lotus-Renault | 1:12.233 | 7 |