于冲刺赛结束后的赛道时间周六17:00[北京时间周日06:00]举行、决定决赛起跑顺位的排位赛仍采一般的三节淘汰制，其中Q1、Q2分别以18分钟、15分钟依序淘汰最慢的5位车手，12分钟的Q3则是决定前十起跑顺位和杆位车手。
时序已进入傍晚的美洲赛道在展开Q1时气温虽为比冲刺赛炎热的摄氏29度，但赛道温度已降至摄氏39度，而且由维斯塔潘掌握的Q1如同周五的冲刺排位赛SQ1般爆出冷门：曾在美洲赛道夺下五胜的汉密尔顿在总差距仅有1.2秒的竞争中仅以第19名作收，马格努森的拉尾盘使威廉姆斯与索伯两队也加入第一波淘汰行列。
对此汉密尔顿在受访时表示他的赛车前悬吊在冲刺赛暖胎圈时就已受损，而在更换悬吊系统零件将触及车检规定下，汉密尔顿在决赛应会改从维修区起跑。
Q2虽由诺里斯率先进入1分32秒大关，但之后便进入温存战力状态，使将本场最快单圈推进至1分32秒6以内的维斯塔潘继续成为本节的赢家，而在后段车队仅有加斯利一人能持续紧守前十名下，角田、霍肯伯格、奥康、斯特罗尔与因更换动力单元而必须罚退至最后列起跑的劳森成为第二波淘汰车手。
Q3在前半仍旧是维斯塔潘与诺里斯的战争：在Q2温存战力的诺里斯以1分32秒330开局，维斯塔潘虽在缔造第一计时段最快纪录，但后两个计时段的细节让他只能以0.031秒差居次，塞恩斯虽暂居第三，但以他为首的其他车手皆已落后两位领先车手达0.3秒。
阿斯顿马丁车队虽再度采取让阿隆索于赛道出现空档时计时的策略，但在赛车战力与领先车队有不少差距下，阿隆索勉强交出仅优于马格努森的成绩，且双方的差距仅有0.1秒。
维斯塔潘虽在回到赛道后马上做出反击，但拉塞尔却在即将进入计时圈前发生意外，使诺里斯就这么拿下将于北京时间21日03:00举行的决赛杆位。
维斯塔潘为另一位头排车手，之后至第十名依序为塞恩斯、勒克莱尔、皮亚斯特里拉塞尔、需接受不安全放车调查的加斯利、阿隆索、马格努森与因越线被取消成绩的佩雷兹，且拉塞尔的起跑顺位可能因修复赛车需更换多个零组件而不保。