Sebastian Vettel pályafutásának 33. pole pozícióját szerezte meg a valenciai időmérő edzésen. A német három tizedet vert a második leggyorsabb kört futó Lewis Hamiltonra, míg nagy meglepetésre a harmadik rajtkockát Pastor Maldonado szerezte meg a Williamsszel. A két Ferrari már a Q2-ben elvérzett, míg Vettel csapattársa, Mark Webber DRS probléma miatt már az első etapban búcsúzott, és csak a 19. helyről kezdheti meg vasárnapi versenyét.

Ideális időjárási körülmények között, 30 fokos melegben kezdődött az évad nyolcadik időmérő edzése, az aszfalt délutánra 43 fokra forrósodott.

Q1

A top pilóták közül először Felipe Massa és Kimi Räikkönen vágott neki a gyorsköröknek, és az brazil 1:39. 634-gyel adta meg az alaphangot a sárga jelzésű közepes keverékeken. Ezt követően a Massa  közel három tizedet javított saját idején, Lewis Hamilton azonban majdnem két tizedmásodpercet vert a Ferrarira. Massa mögé csapattársa, Fernando Alonso, illetve a Mercedes hétszeres bajnoka, Michael Schumacher zárkózott fel a harmadik-negyedik helyre. A két Red Bull utoljára csatlakozott, sőt Mark Webber csak az utolsó percekben, már lágy gumikon hajtott ki. A Q1 végére többen váltottak opciós abroncsokra a továbbjutás reményében, így az élen végül Pastor Maldonado, Paul di Resta és Nico Hülkenberg hármas végzett. Mark Webbernek hiába tették fel a gyorsabb abroncsokat, az ausztrál láthatóan küszködött, így egy 19. helyre elegendő idővel nem jutott tovább a kvalifikáció középső etapjába. Mint ahogy Jean-Eric Vergne sem, ugyanis az utolsó pillanatban Heikki Kovalainen átugrotta a Toro Rosso francia újoncát. Mint később kiderült, Webbernek nem működött autójában a DRS. 

Kiesők sorrendje: Jean-Eric Vergne, Mark Webber, Vitalij Petrov, Pedro de la Rosa, Narain Karthikeyan, Charles Pic, Timo Glock

Q2

A Ferrarik még a keményebb keverékeken hajtottak ki, a többiek azonban az opciós Pirellikkel kezdtek, melyekkel már a középső etap elején 1:38-5-ös idők születtek először Rosbergtől és Räikkönentől. Kettőjük mögé a két McLaren sorolt be Button és Hamilton sorrendben, majd Kobajasi Kamui, Sebastian Vettel, Romain Grosjean, Paul di Resta, Michael Schumacher és Nico Hülkenberg volt még a továbbjutók sorrendje. A hajrában természetesen a ferrarisoknál is előkerültek a lágyabb gumik, de végül sem Alonso, sem pedig Massa nem jutott be a top10-be, mint ahogy Schumacher sem. Grosjean azonban az utolsó percekben átugrotta Rosberget, illetve Di Resta felzárkózott a harmadik helyre, Vettel elé.

Kiesők sorrendje: Fernando Alonso, Michael Schumacher, Felipe Massa, Bruno Senna, Sergio Pérez, Heikki Kovalainen, Daniel Ricciardo.

Q3

Az időmérő hajrájának első felében Rosberg és a két McLaren bérelte ki a legjobb helyeket, míg a negyedik helyen Räikkönen csatlakozott. A többiek csak az utolsó percekben hajtottak ki, ekkor a Mercedes egyetlen bennmaradt pilótája 1:38.623 másodperces körével állt az első helyen, de Rosberget nem csak Grosjean, de nagy meglepetésre Maldonado is megelőzte, még mielőtt az élmezőny hatalmas csatába kezdett. Maldonado gyorskörét végül csak Vettel és Hamilton tudta túlszárnyalni, kettőjük közül a német bizonyult gyorsabbnak, bő három tizedmásodperccel. Maldonado és Grosjean mögül Räikkönen és Rosberg páros rajtolhat a harmadik sorból, majd Kobajasi és Hülkenberg, valamint Button és Di Resta a további sorrend.

Az időmérő végeredménye:

FormaNet, Varga Viktória