Хамилтън бе най-бърз почти през цялата квалификация, но въпреки това получи отпор от пилота на Уилямс Пастор Малдонадо, който бе най-бърз във втората сесия и в крайна сметка ще стартира втори. След това Малдонадо излезе на върха в края на третата сесия преди Люис да направи втората си обиколка и да спечели полпозишън номер 150 за тима на Макларън.
Третата позиция на стартовата решетка е за двукратния световен шампион Фернандо Алонсо, който със своето Ферари дори за момент бе с най-добър резултат, но в крайна сметка бе изпреварен от Малдонадо и Хамилтън. Продължава и страхотното представяне на Лотус, като двамата пилоти на тима Ромен Гросжан и Кими Райконен записаха съответно четвърти и пети резултат в квалификацията.
Нико Розберг с тима на Мерцедес успя да направи една ранна обиколка в последната част, с която си спечели седмата позиция, докато Себастиан Фетел с Ред Бул и другият пилот на Мерцедес Михаел Шумахер решиха да спестят гуми и не излязоха на пистата. Себ все пак реши, че може да подобри времето на Малдонадо на финала, но преди да завърши обиколката си се прибра в бокса, стартирайки утре от осма позиция, пред Шумахер, който започва девети. Десетото място пък е за Комуи Кобаяши със Заубер.
Резултатите от квалификацията за място преди Гран при на Испания:
| Пилот: | Отбор: | Сесия 1: | Сесия 2: | Сесия 3: | |
| 1 | Люис Хамилтън | Макларън | 1:22.583 | 1:22.465 | 1:21.707 |
| 2 | Пастор Малдонадо | Уилямс | 1:23.380 | 1:22.105 | 1:22.285 |
| 3 | Фернандо Алонсо | Ферари | 1:23.276 | 1:22.862 | 1:22.302 |
| 4 | Роман Грожан | Лотус | 1:23.248 | 1:22.667 | 1:22.424 |
| 5 | Кими Райконен | Лотус | 1:23.406 | 1:22.856 | 1:22.487 |
| 6 | Серхио Перес | Заубер | 1:24.261 | 1:22.773 | 1:22.533 |
| 7 | Нико Росберг | Мерцедес | 1:23.370 | 1:22.882 | 1:23.005 |
| 8 | Себастиан Фетел | Ред Бул | 1:23.850 | 1:22.884 | без време |
| 9 | Михаел Шумахер | Мерцедес | 1:23.757 | 1:22.904 | без време |
| 10 | Камуи Кобаяши | Заубер | 1:23.386 | 1:22.897 | без време |
| 11 | Дженсън Бътън | Макларън | 1:23.510 | 1:22.944 | |
| 12 | Марк Уебър | Ред Бул | 1:23.592 | 1:22.977 | |
| 13 | Пол ди Реста | Форс Индия | 1:23.852 | 1:23.125 | |
| 14 | Нико Хулкенберг | Форс Индия | 1:23.720 | 1:23.177 | |
| 15 | Жан-Ерик Верн | Торо Росо | 1:24.362 | 1:23.265 | |
| 16 | Даниел Рикардо | Торо Росо | 1:23.906 | 1:23.442 | |
| 17 | Фелипе Маса | Ферари | 1:23.886 | 1:23.444 | |
| 18 | Бруно Сена | Уилямс | 1:24.981 | ||
| 19 | Витали Петров | Кетърам | 1:25.277 | ||
| 20 | Хейки Ковалайнен | Кетърам | 1:25.507 | ||
| 21 | Чарлс Пик | Марусия | 1:26.582 | ||
| 22 | Тимо Глок | Марусия | 1:27.032 | ||
| 23 | Педро де ла Роса | HRT |
1:27.555 | ||
| 24 | Нараин Картикян | HRT | 1:31.122 |
