Pour un 2e Grand Prix consécutif, Lewis Hamilton partira de la position de tête devant Nico Rosberg, Sebastian Vettel (Ferrari) et Kimi Räikkönen (Ferrari). Le temps de Hamilton de 1:29.493 est le nouveau record du circuit. Daniel Ricciardo (Red Bull) est le meilleur des « autres » à Bahreïn. Valtteri Bottas (Williams) et Felipe Massa (Williams) sont respectivement 6e et 7e. Nico Hulkenberg (Force India), Romain Grosjean (HAAS) et Max Verstappen (Toro Rosso) complètent le top 10.
Kevin Magnussen (Renault) s’est qualifié 19e, mais il partira de la ligne des puits à cause d’une pénalité pour ne pas s’être arrêté à la balance lors de la 2e séance d’essais libres.
| Pos. | No. | Pilote | Équipe | Q1 | Q2 | Q3 | Tours |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 44 | Lewis Hamilton | Mercedes | 1:31.391 | 1:30.039 | 1:29.493 | 14 |
| 2 | 6 | Nico Rosberg | Mercedes | 1:31.325 | 1:30.535 | 1:29.570 | 13 |
| 3 | 5 | Sebastian Vettel | Ferrari | 1:31.636 | 1:30.409 | 1:30.012 | 14 |
| 4 | 7 | Kimi Räikkönen | Ferrari | 1:31.685 | 1:30.559 | 1:30.244 | 14 |
| 5 | 3 | Daniel Ricciardo | Red Bull Racing | 1:31.403 | 1:31.122 | 1:30.854 | 12 |
| 6 | 77 | Valtteri Bottas | Williams | 1:31.672 | 1:30.931 | 1:31.153 | 12 |
| 7 | 19 | Felipe Massa | Williams | 1:32.045 | 1:31.374 | 1:31.155 | 10 |
| 8 | 27 | Nico Hulkenberg | Force India | 1:31.987 | 1:31.604 | 1:31.620 | 15 |
| 9 | 8 | Romain Grosjean | Haas | 1:32.005 | 1:31.756 | 9 | |
| 10 | 33 | Max Verstappen | Toro Rosso | 1:31.888 | 1:31.772 | 9 | |
| 11 | 55 | Carlos Sainz | Toro Rosso | 1:31.716 | 1:31.816 | 9 | |
| 12 | 47 | Stoffel Vandoorne | McLaren | 1:32.472 | 1:31.934 | 9 | |
| 13 | 21 | Esteban Gutierrez | Haas | 1:32.118 | 1:31.945 | 9 | |
| 14 | 22 | Jenson Button | McLaren | 1:31.976 | 1:31.998 | 9 | |
| 15 | 26 | Daniil Kvyat | Red Bull Racing | 1:32.559 | 1:32.241 | 9 | |
| 16 | 94 | Pascal Wehrlein | Manor | 1:32.806 | 6 | ||
| 17 | 9 | Marcus Ericsson | Sauber | 1:32.840 | 6 | ||
| 18 | 11 | Sergio Perez | Force India | 1:32.911 | 7 | ||
| 19 | 20 | Kevin Magnussen | Renault | 1:33.181 | 3 | ||
| 20 | 30 | Jolyon Palmer | Renault | 1:33.438 | 6 | ||
| 21 | 88 | Rio Haryanto | Manor | 1:34.190 | 3 | ||
| 22 | 12 | Felipe Nasr | Sauber | 1:34.388 | 4 |