Az egyik legfontosabb kérdés a kezdés előtt az volt, milyen körülmények fogadják majd a mezőnyt az időmérő kezdetekor azt követően, hogy Barcelonában egész nap folyamatosan változtak az időjárási viszonyok.
Az F3-asok még megúszták az esőt, az F1-es szabadedzésnek az első tíz perce után érkezett meg, az F2-es sprint pedig vizes pályán indult és folyamatosan száradó aszfalton folytatódott.
Az F1-es időmérő végül száraz pályán (legalábbis az íveket tekintve) vette kezdetét, ennek ellenére azonban meglehetősen eseménydús volt a kezdés: Fernando Alonso, Nyck de Vries, Valtteri Bottas és Alexander Albon is kicsúszott az első öt percben.
Albon kicsúszása után a piros zászlók is előkerültek, noha a thai – riválisaihoz hasonlóan – ki tudott szabadulni a kavicságyból és visszatért a pályára, túl sok kavicsot vitt azonban magával az aszfaltra.
Miután sikerült megtisztítani az aszfaltot, folytatódhatott a száguldás: a Q1-ből ekkor még 13 perc volt hátra, bőven maradt tehát idejük a versenyzőknek arra, hogy gyors köröket teljesítsenek és eldöntsék, ki jut tovább a második szakaszba.

Ez végül egy roppant izgalmas végjátékban dőlt el, hiszen ahogy javult a pálya úgy gyorsultak a körök és változtak folyamatosan a helyezések: az utolsó pillanatban is.
Ennek a tűzijátéknak a végén a két Williams, Valtteri Bottas, Kevin Magnussen valamit hatalmas meglepetésre Charles Leclerc esett ki. A monacói – aki az etap végén autójának hátsó részére panaszkodott – bár javított körén, miután minden rivális gyorsult, végül tizenkilencedikként búcsúzott. A monacói a 2019-es Monacói Nagydíj óta most esett ki először a Q1-ben.
A leggyorsabb kört végül Lewis Hamilton futotta a Q1-ben, majd Lando Norris és George Russell volt a sorrend. Carlos Sainz ötödikként jutott tovább, Nico Hülkenberg pedig hatodikként. A legjobban Sergio Pérez centizte ki a továbbjutást: neki Leclerc-hez hasonlóan az utolsó percekben kellett odatenni egy gyors kört, ami össze is jött neki, ám sokan őt is átugrották a listán, a tizenötödik helyen azonban így is beverekedte magát a Q2-be.
Igencsak mozgalmasan alakult a Q2, egészen pontosan annak végjátéka is. Péreznek ismét a továbbjutásért kellett hajtania az utolsó pillanatban, ezúttal viszont nem jött össze a szükséges kör a mexikóinak: 51 ezreddel elmaradt az utolsó továbbjutó Nico Hülkenbergtől.
Egy másik nagy név is búcsúzott a Q2-ben: George Russell tizenkettedikként esett ki a Mercedesszel, miután egy bizarr incidensben is része volt. A fiatal brit a célegyenesben vágott be a csapattárs elé, akinek nagy sebességnél kellett elkerülnie őt – ez részben sikerült is, Hamilton megúszta a nagyobb balesetet, első szárnya viszont megsérült egy koccanásban.

A két élversenyzőn kívül Csou Kuan-jü, valamint az Alpha Tauri kettőse búcsúzott a második etapban.
A leggyorsabb kört ezúttal már Verstappen futotta, másodikként pedig Norris végzett a McLarennel. Sainz harmadik volt, majd Hamilton, Ocon és Oscar Piastri volt a további sorrend, a McLaren tehát jól hangolt az utolsó szakaszra a hűvös körülmények között.
Verstappen a Q1 elején rögtön egyértelművé tette, ő a fő favorit, köre ugyanis majd’ egy másodperccel jobb volt, mint a második helyen álló Hamiltoné, Norris pedig, aki harmadik volt az első körök után már 1,2 másodperccel állt a holland mögött.
A végjáték előtt a további sorrend Ocon, Sainz, Piastri, Stroll és Gasly volt. Hülkenberg és Alonso a Q1 első felében nem futott mért kört.
Verstappent – aki be sem fejezte második gyors körét – senki sem tudta maga mögé utasítani a hajrában, a holland tehát a barcelonai időmérőt is megnyerte, mégpedig majd’ fél másodperces előnnyel az utolsó percekben a második helyre ugró Sainzcal szemben.
Harmadikként Norris végzett, a mai nap egyik legnagyobb – pozitív – meglepetését szállítva. Gasly futotta meg a negyedik leggyorsabb kört, rá viszont vizsgálat vár még a Q1-ben látott feltartások miatt. Hamilton ötödik, Lance Stroll hatodik lett. A további sorrend Ocon, Hülkenberg, Alonso és Piastri volt a legjobb tízben.
Az időmérő végeredménye: