Nico Rosberg (Mercedes) a été le plus rapide de la première séance d’essais libres sur le circuit Gilles-Villeneuve. Fernando Alonso (Ferrari) a réussi le 2e temps, tandis que Felipe Massa (Ferrari) a réalisé le 4e temps de la séance. Michael Schumacher (Mercedes) a pour sa part fait le 3e temps. La monoplace de Sebastian Vettel (Red Bull) a frappé le célèbre mur «bonjour Québec». Lewis Hamilton (McLaren) et Jenson Button (McLaren) sont respectivement 6e et 5e.
| 1 | 8 | Nico Rosberg | Mercedes | 1:15.591 | 32 | |
| 2 | 5 | Fernando Alonso | Ferrari | 1:16.139 | 0.548 | 27 |
| 3 | 7 | Michael Schumacher | Mercedes | 1:16.549 | 0.958 | 30 |
| 4 | 6 | Felipe Massa | Ferrari | 1:16.658 | 1.067 | 26 |
| 5 | 4 | Jenson Button | McLaren-Mercedes | 1:16.676 | 1.085 | 20 |
| 6 | 3 | Lewis Hamilton | McLaren-Mercedes | 1:16.842 | 1.251 | 19 |
| 7 | 11 | Rubens Barrichello | Williams-Cosworth | 1:16.990 | 1.399 | 28 |
| 8 | 15 | Paul di Resta | Force India-Mercedes | 1:17.294 | 1.703 | 26 |
| 9 | 9 | Nick Heidfeld | Renault | 1:17.445 | 1.854 | 28 |
| 10 | 14 | Nico Hulkenberg | Force India-Mercedes | 1:17.549 | 1.958 | 20 |
| 11 | 17 | Sergio Perez | Sauber-Ferrari | 1:17.662 | 2.071 | 27 |
| 12 | 2 | Mark Webber | RBR-Renault | 1:17.820 | 2.229 | 30 |
| 13 | 19 | Jaime Alguersuari | STR-Ferrari | 1:18.458 | 2.867 | 31 |
| 14 | 10 | Vitaly Petrov | Renault | 1:18.506 | 2.915 | 15 |
| 15 | 18 | Daniel Ricciardo | STR-Ferrari | 1:18.648 | 3.057 | 35 |
| 16 | 1 | Sebastian Vettel | RBR-Renault | 1:18.852 | 3.261 | 8 |
| 17 | 12 | Pastor Maldonado | Williams-Cosworth | 1:18.932 | 3.341 | 20 |
| 18 | 21 | Jarno Trulli | Lotus-Renault | 1:19.274 | 3.683 | 29 |
| 19 | 20 | Heikki Kovalainen | Lotus-Renault | 1:19.422 | 3.831 | 30 |
| 20 | 16 | Kamui Kobayashi | Sauber-Ferrari | 1:19.577 | 3.986 | 26 |
| 21 | 25 | Jerome d’Ambrosio | Virgin-Cosworth | 1:19.838 | 4.247 | 31 |
| 22 | 23 | Vitantonio Liuzzi | HRT-Cosworth | 1:19.960 | 4.369 | 23 |
| 23 | 24 | Timo Glock | Virgin-Cosworth | 1:20.520 | 4.929 | 21 |
| 24 | 22 | Narain Karthikeyan | HRT-Cosworth | 1:20.839 | 5.248 | 27 |