Pour une 7e fois cette année, c’est Sebastian Vettel (Red Bull) qui partira en tête d’un Grand Prix. Mark Webber (Red Bull) partira 2e au Grand Prix d’Europe. Lewis Hamilton (McLaren) et Fernando Alonso (Ferrari) ont réalisé respectivement le 3e et le 4e temps à Valence en Espagne. Felipe Massa (Ferrari) est 5e. Adrian Sutil (Force India) se qualifie pour la première fois cette année dans le top 10 (10e).
| 1 | 1 | Sebastian Vettel | RBR-Renault | 1:39.116 | 1:37.305 | 1:36.975 | 15 |
| 2 | 2 | Mark Webber | RBR-Renault | 1:39.956 | 1:38.058 | 1:37.163 | 19 |
| 3 | 3 | Lewis Hamilton | McLaren-Mercedes | 1:39.244 | 1:37.727 | 1:37.380 | 13 |
| 4 | 5 | Fernando Alonso | Ferrari | 1:39.725 | 1:37.930 | 1:37.454 | 20 |
| 5 | 6 | Felipe Massa | Ferrari | 1:38.413 | 1:38.566 | 1:37.535 | 20 |
| 6 | 4 | Jenson Button | McLaren-Mercedes | 1:39.453 | 1:37.749 | 1:37.645 | 14 |
| 7 | 8 | Nico Rosberg | Mercedes | 1:39.266 | 1:38.373 | 1:38.231 | 15 |
| 8 | 7 | Michael Schumacher | Mercedes | 1:39.198 | 1:38.365 | 1:38.240 | 18 |
| 9 | 9 | Nick Heidfeld | Renault | 1:39.877 | 1:38.781 | 17 | |
| 10 | 14 | Adrian Sutil | Force India-Mercedes | 1:39.329 | 1:39.034 | 14 | |
| 11 | 10 | Vitaly Petrov | Renault | 1:39.690 | 1:39.068 | 14 | |
| 12 | 15 | Paul di Resta | Force India-Mercedes | 1:39.852 | 1:39.422 | 16 | |
| 13 | 11 | Rubens Barrichello | Williams-Cosworth | 1:39.602 | 1:39.489 | 19 | |
| 14 | 16 | Kamui Kobayashi | Sauber-Ferrari | 1:40.131 | 1:39.525 | 17 | |
| 15 | 12 | Pastor Maldonado | Williams-Cosworth | 1:39.690 | 1:39.645 | 10 | |
| 16 | 17 | Sergio Perez | Sauber-Ferrari | 1:39.494 | 1:39.657 | 13 | |
| 17 | 18 | Sebastien Buemi | STR-Ferrari | 1:39.679 | 1:39.711 | 8 | |
| 18 | 19 | Jaime Alguersuari | STR-Ferrari | 1:40.232 | 5 | ||
| 19 | 20 | Heikki Kovalainen | Lotus-Renault | 1:41.664 | 10 | ||
| 20 | 21 | Jarno Trulli | Lotus-Renault | 1:42.234 | 9 | ||
| 21 | 24 | Timo Glock | Virgin-Cosworth | 1:42.553 | 9 | ||
| 22 | 23 | Vitantonio Liuzzi | HRT-Cosworth | 1:43.584 | 10 | ||
| 23 | 25 | Jerome d’Ambrosio | Virgin-Cosworth | 1:43.735 | 6 | ||
| 24 | 22 | Narain Karthikeyan | HRT-Cosworth | 1:44.363 | 9 | ||
| Q1 107% Time | 1:45.301 |