La séance de qualification s’est lancée à 13h locales pour les 18 pilotes à Austin. Avec l’absence de Marussia & Caterham le système de qualification est modifiée. 4 monoplaces ont étaient  éliminées après la Q1, 4 en Q2 et le reste participèrent à la Q3, pour une durée inchangée.
Avec l’utilisation d’un 6e moteur, Vettel est assuré de perde 10 places sur la grille de départ de dimanche. L’allemand participa à la séance de qualification pour assurer un temps dans les 107% et pouvoir participer à la course. Red Bull a confirmé que Vettel se lancera de la ligne des stands dimanche, lors de la course. Du coté de la petite soeur de Red Bull, Daniil Kyvat écopera de 10 places de pénalité pour l’utilisation d’un 7e moteur.
Q1: 20 minutes
Le chrono de référence de Perez (1:39.804) fut rapidement battu par Magnussen et Rosberg. Les Williams ont un potentiel ici, notamment sur les longs relais.
A mi-session, Rosberg devancé Hamilton, Bottas, Massa, Sutil et Perez. Grâce à un train de pneus tendres, Maldonado réussit à signer le 4e temps à 4 minutes de la fin de la Q1.
A l’issue de la session, Hamilton se hissa en tête devant les 2 Williams et Rosberg. Bonne première partie de qualification pour les McLaren qui réussissent à se hisser à la 6e et 7e position.
Les éliminés: P15 Vergne, P16. Gutiérrez, P17. Vettel et P18. Grosjean.
Q2: 15 minutes
Au lancement de la Q2, les pilotes se lancèrent rapidement en piste pour tenter de signer un chrono rapidement. Kvyat 1er en piste, signa le chrono de référence en 1: 38.699.
Nico Rosberg signa le premier temps sous la barre de la minute 38.
À l’issue de la session, les deux Mercedes signèrent les deux meilleurs temps devant les Williams et Ricciardo.
Belle performance de Sut-il qui réussit à se hisser dans le top 10.
Les éliminés: P11. Maldonado, P12. Perez, P13. Hulkenberg, P14.Kvyat.
Q3: 10 minutes
A l’issue de la Q2, 10 pilotes se lancèrent pour la Q3 dont 8 qui essayèrent de s’emparer de la 3e place. Les Mercedes ne laissèrent aucune chance à leurs concurrents pour cette première ligne.
Meilleur temps absolu du weekend pour Rosberg qui claqua un temps en 1:36.282, à 0.161 d’Hamilton.
Après un premier relai en pneus tendres, les pilotes plongèrent dans les stands pour changer leurs pneumatiques et se relancer en piste 3 minutes avant la fin de la qualification.
Lors de sa dernière tentative, Rosberg réussit à améliorer son chrono. Hamilton a été le plus rapide depuis le début du weekend mais échoua en qualification, en faveur de son coéquipier.
Bottas signe la 3e position devant Massa et Button.
Le Top 10: 1. Rosberg, 2. Hamilton, 3. Bottas, 4. Massa, 5. Button, 6. Magnussen, 7. Alonso, 8. Ricciardo, 9. Raikkonen, 10. Sutil.
Pos. Car Driver Team Laps Lap Time
1 6 Nico Rosberg GER Mercedes 20 1:36,067
2 44 Lewis Hamilton GBR Mercedes 16 1:36,443
3 77 Valtteri Bottas FIN Williams-Mercedes 19 1:36,906
4 19 Felipe Massa BRA Williams-Mercedes 20 1:37,205
5 3 Daniel Ricciardo AUS Red Bull Racing-Renault 17 1:37,244
6 14 Fernando Alonso SPA Ferrari 16 1:37,610
7 22 Jenson Button GBR McLaren-Mercedes 17 1:37,655
8 20 Kevin Magnussen DAN McLaren-Mercedes 16 1:37,706
9 7 Kimi Räikkönen FIN Ferrari 22 1:37,804
10 99 Adrian Sutil GER Sauber-Ferrari 15 1:38,810
11 13 Pastor Maldonado VEN Lotus-Renault 16 1:38,378
12 11 Sergio Pérez MEX Force India-Mercedes 16 1:38,554
13 27 Nico Hulkenberg GER Force India-Mercedes 16 1:38,598
14 26 Daniil Kvyat RUS Toro Rosso-Renault 17 1:38,699
15 25 Jean-Eric Vergne FRA Toro Rosso-Renault 10 1:39,250
16 21 Esteban Gutiérrez MEX Sauber-Ferrari 10 1:39,555
17 1 Sebastian Vettel GER Red Bull Racing-Renault 3 1:39,621
18 8 Romain Grosjean FRA Lotus-Renault 8 1:39,679