A Q1-ben ezúttal a Ferrarik játszották el azt, amit az elmúlt években a Mercedestől láthattunk gyakran. Mindkét autójukra a többiekénél keményebb gumikeveréket raktak fel, ami esetükben a lágy szett volt, míg a mezőnyben mindenki más szuperlágyakon teljesítette gyorsköreit. Vettel és Raikkönen ráadásul ezzel a hátránnyal is a tabella élén tudtak zárni: a német az első, a finn a harmadik lett.
Az élmenők közül Max Verstappen szenvedett az első 18 perc során: egy komolynak tűnő probléma is hátráltatta, hiszen a motorerő hiánya miatt panaszkodott, aztán mérlegelésre is rossz pillanatban hívták ki, végül pedig a hajrában még balszerencséje is volt, hiszen Antonio Giovinazzi balesete miatt az utolsó kanyarban sárga zászlókat lengettek. A Red Bull hollandja végül csak a 19. helyre kvalifikált, ironikus módon F3-as ellenlábasa, Esteban Ocon mellé, akin szintén kifogott az olasz pilóta bukása.
A Sauber beugrója, Giovinazzi Melbourne-höz hasonlóan most is utolsó Q1-es köre legvégén hibázott, ezúttal viszont nagyobb árat fizetett érte, hiszen a célegyenesre fordulva csúszott meg, és alaposan össze is törte az autót a fallal való találkozáskor. Noha ezzel biztosította Q2-es továbbjutását a 15. helyen, természetesen folytatni már nem tudta az időmérőt. A pályán mögötte érkezők és javítani próbálók helyzetét pedig ezzel meg is pecsételte: a kiesők így Vandoorne, Grosjean, Palmer, Verstappen és Ocon lettek.
A takarítás miatt 15 perc is eltelt, mire megkezdődött az időmérő második szakasza. A „nagy négyes” ismét nagyon gyorsan és toronymagasan foglalta el az eredménylista tetejét, ezúttal Vettel, Hamilton, Bottas, Raikkönen sorrendben, miközben a négy autót két tizedmásodperc választotta el egymástól. A hat megmaradt továbbjutó hely sorsát a többiek meccselték le egymás között, és 10. pozícióban még befért oda a Williams újonca, Lance Stroll is, mindössze pályafutása második versenyhétvégéjén. Kiesett Sainz, Magnussen, a korábban saját elmondása szerint „állatként” vezető Alonso, valamint a két Sauber, amelyek közül már csak Ericsson tudott a pályára hajtani.
A Q2 végén a két Ferrari még kihajtott egy-egy gyorskörre, ami jó volt arra, hogy Kimi Raikkönen 1:32,181-re javítsa az etalont, ezzel megfutva a sanghaji pálya valaha volt leggyorsabb körét, elsőként megdöntve azt az időt, amit Michael Schumacher még 2004-ben állított fel.
A kvalifikáció zárószakaszában az első menetek után Hamilton állt az élre, a hétvége során először futva jobb kört a Ferrariknál. A második próbálkozásokra a nagy négyes minden tagja javítani tudott, de Hamiltontól már nem lehetett elvenni a pole-t, így a szezon második futamát is ő kezdheti az élről. Ismét Vettel került mellé az első sorba, miután egyetlen ezreddel jobb kört futott Bottasnál. Raikkönen viszont éppen a Q3-ra esett vissza kissé, így csak a 4. hely jutott neki. Mögötte Ricciardo lemaradása már egy másodperc körülire rúg, akit Massa, Hülkenberg, Perez, Kvjat és Stroll követ a legjobb tíz között.
Az időmérő végeredménye:
Q3 | Versenyző | Csapat | Idő | Hátrány |
1 | Lewis Hamilton | Mercedes | 1:31.678 | - |
2 | Sebastian Vettel | Ferrari | 1:31.864 | 0.186 |
3 | Valtteri Bottas | Mercedes | 1:31.865 | 0.187 |
4 | Kimi Raikkonen | Ferrari | 1:32.140 | 0.462 |
5 | Daniel Ricciardo | Red Bull-Renault | 1:33.033 | 1.355 |
6 | Felipe Massa | Williams-Mercedes | 1:33.507 | 1.829 |
7 | Nico Hulkenberg | Renault | 1:33.580 | 1.902 |
8 | Sergio Perez | Force India-Mercedes | 1:33.706 | 2.028 |
9 | Daniil Kvyat | Toro Rosso-Renault | 1:33.719 | 2.041 |
10 | Lance Stroll | Williams-Mercedes | 1:34.220 | 2.542 |
Q2 | ||||
11 | Carlos Sainz | Toro Rosso-Renault | 1:34.150 | 2.472 |
12 | Kevin Magnussen | Haas-Ferrari | 1:34.164 | 2.486 |
13 | Fernando Alonso | McLaren-Honda | 1:34.372 | 2.694 |
14 | Marcus Ericsson | Sauber-Ferrari | 1:35.046 | 3.368 |
15 | Antonio Giovinazzi | Sauber-Ferrari | - | - |
Q1 | ||||
16 | Stoffel Vandoorne | McLaren-Honda | 1:35.023 | 3.345 |
17 | Romain Grosjean | Haas-Ferrari | 1:35.223 | 3.545 |
18 | Jolyon Palmer | Renault | 1:35.279 | 3.601 |
19 | Max Verstappen | Red Bull-Renault | 1:35.433 | 3.755 |
20 | Esteban Ocon | Force India-Mercedes | 1:35.496 | 3.818 |