El líder del campionat, Nico Rosberg, aconsegueix una nova pole al GP de la Xina. L’alemany, que ha triat una estratègia diferent per la cursa de demà, ha classificat per davant de Ricciardo i Räikkönen.
La Q1 començava amb la pista lleugerament mullada, sobre tot amb dos grans bassals a la recta de meta. Pascal Wehrlein perdia el control del seu cotxe en passar per sobre d’un clot a un d’aquests bassals. Això provocava una bandera vermella que s’allargaria innecessàriament en un intent de secar la pista. En reprendre’s la sessió, Lewis Hamilton ha hagut de tornar el cotxe a boxes després de reportar uns problemes electrònics que el deixaven fora d’aquesta sessió de classificació. Els McLaren eren els primers en marcar un bon ritme, però van anar sent superats a mida que la pista millorava. No obstant, el seu temps era suficientment bo per passar a la Q2 i no ser superats pels eliminats: Magnussen, Gutiérrez, Palmer, Haryanto, Wehrlein i Hamilton. Els dos Sauber aconseguien passar a Q2 i Button marcava un temps que el portava a la 4a posició per darrera de Bottas, Räikkönen i Vettel.
Nico Rosberg triava una estratègia diferent per la Q2 i marcava el seu millor temps amb el compost tou, la qual cosa l’obligarà a sortir amb aquest mateix pneumàtic demà. Una roda que s’escapava del Force India de Hülkenberg feia acabar la sessió abans d’hora, justament quan els pilots s’encaminaven cap al seu últim intent. Això deixava fora a Massa, Alonso, Button, Grosjean, Ericsson i Nasr.
Kimi Räikkönen estava per davant de Rosberg després del seu primer intent a la Q3, però no aconseguia millorar al segon intent, la qual cosa el deixava en 3a posició. Vettel se la jugava a un sol intent i cometia un error que el deixava 4t. Ricciardo aconseguia colar-se per davant dels dos Ferrari per col·locar-se a la primera línia de la graella de demà, a 0,5s de l’imbatible poleman Nico Rosberg. Van completar les 10 primeres posicions Bottas, Kvyat, Pérez, Sainz, Verstappen i Hülkenberg, que no va poder participar a la sessió després del seu incident a la Q2.
Resultat:
| Pos. | Car | Driver | Team |
| 1 | 6 | Nico Rosberg | Mercedes AMG |
| 2 | 3 | Daniel Ricciardo | Red Bull Racing |
| 3 | 7 | Kimi Räikkönen | Ferrari |
| 4 | 5 | Sebastian Vettel | Ferrari |
| 5 | 77 | Valtteri Bottas | Williams |
| 6 | 26 | Daniil Kvyat | Red Bull Racing |
| 7 | 11 | Sergio Pérez | Force India |
| 8 | 55 | Carlos Sainz | Toro Rosso |
| 9 | 33 | Max Verstappen | Toro Rosso |
| 10 | 27 | Nico Hülkenberg | Force India |
| 11 | 19 | Felipe Massa | Williams |
| 12 | 14 | Fernando Alonso | McLaren |
| 13 | 22 | Jenson Button | McLaren |
| 14 | 8 | Romain Grosjean | Haas F1 Team |
| 15 | 9 | Marcus Ericsson | Sauber |
| 16 | 12 | Felipe Nasr | Sauber |
| 17 | 20 | Kevin Magnussen | Renault Sport F1 Team |
| 18 | 21 | Esteban Gutiérrez | Haas F1 Team |
| 19 | 30 | Jolyon Palmer | Renault Sport F1 Team |
| 20 | 88 | Rio Haryanto | Manor F1 Team |
| 21 | 94 | Pascal Wehrlein | Manor F1 Team |
| 22 | 44 | Lewis Hamilton | Mercedes AMG |