4月17日現地時間午後2時、2021年F1第2戦エミリア・ロマーニャGPの予選が行われ、メルセデスのルイス・ハミルトンがポールポジションを獲得した。

　気温は12度、路面温度は27度。Q1は各車がコンディション向上を待つなかでハース勢がソフトタイヤを履いてコースイン。これに続いて中団勢もソフトタイヤでアタックへと向かう。

　3分経過時点でコースインした角田裕毅（アルファタウリ・ホンダ）は、アタック1周目のバリアンテアルタ入口でブレーキングを遅らせ過ぎ、ターン14のターンインでリヤが流れ、ターン15に向けてステアリングを切り返したところでスピン状態になり、そのまま後ろ向きにアウト側タイヤバリアにクラッシュ。ギヤボックスと右リヤを激しく壊し、セッションは赤旗中断。角田はノータイムで予選を終えることとなった。

　セッションは午後2時15分に再開。ほとんどのマシンが赤旗前に履いていた中古のソフトでコースインし、ここでバルテリ・ボッタス（メルセデス）が1分14秒926でトップに立つ。2番手にはランド・ノリス（マクラーレン）が0.083秒差でつけ、マックス・フェルスタッペン（レッドブル・ホンダ）は0.183秒差の3番手。4番手ハミルトン、5番手シャルル・ルクレール（フェラーリ）。好タイムを記録したセルジオ・ペレス（レッドブル・ホンダ）はターン9、ピエール・ガスリー（アルファタウリ・ホンダ）はターン15のトラックリミット違反でタイム削除となってしまったが、連続アタックでタイムを更新し事なきを得た。

　1回目のアタックで首位ボッタス、2番手ハミルトン、3番手ノリス、4番手フェルスタッペン、5番手ペレス、6番手ルクレール、7番手ガスリー、8番手カルロス・サインツ（フェラーリ）、9番手エステバン・オコン（アルピーヌ）、10番手ダニエル・リカルド（マクラーレン）という上位勢となった。

　残り3分で8番手サインツ以下が新品ソフトで2回目のアタックに出ていき、メルセデスAMG勢も中古のソフトでコースイン。ここで各車がタイムを伸ばすなかで、ウイリアムズ勢が12番手・14番手でQ1突破を果たし、ターン6でリヤがスナップしてコースオフしたニキータ・マゼピンが19番手、ミック・シューマッハが18番手、アタック開始時にマゼピンと交錯してしまったアントニオ・ジョビナッツィが17番手、キミ・ライコネンが16番手と、アルファロメオとハースの2台、角田裕毅がQ1敗退となった。

　Q2は午後2時35分に開始。決勝のスタートタイヤを考慮してメルセデスAMG勢とフェルスタッペン、そしてウイリアムズ勢がミディアムタイヤを履いてコースインする。

　ここで首位ハミルトン、2番手フェルスタッペン、3番手ボッタスとなり、ソフトタイヤで4番手タイムを記録したガスリーはターン9のトラックリミット違反でタイム削除となり、クールダウンラップを挟んで2周目のアタックで6番手タイムを記録する。さらに好調のノリスがソフトタイヤを履いてセクター1＆2最速でトップタイムを記録し、フェラーリ勢も好タイムで結果的にガスリーは9番手に。ラッセルはミディアムで10番手タイムを記録し、アルピーヌ勢とニコラス・ラティフィ（ウイリアムズ）、セバスチャン・ベッテル（アストンマーティン）がQ2突破を争う。

　残り5分でトラフィックを嫌う7番手ランス・ストロール（アストンマーティン）と5番手ボッタスが2回目のアタックへ。ボッタスは2回目もミディアムを履いてQ2突破を狙う。フェルスタッペンとハミルトンは残り3分で新品ソフトでコースインし、Q3に向けたアタック練習を行う。各車ともソフトで2回目のアタックへと向かい、ウイリアムズ勢もソフトタイヤでのアタック。

　各車が続々とタイムアップを果たしトップ11台が0.5秒、9番手から15番手まで0.5秒にひしめく大接戦のなかで、11番手サインツ、12番手ラッセル、13番手ベッテル、14番手ラティフィ、15番手アロンソという5台がQ2敗退となった。ウイリアムズはQ3進出まであと僅か0.123秒まで迫った。

　Q3進出勢のうちメルセデスAMGの2台とフェルスタッペンだけが明日の決勝をミディアムでスタートすることとなった。

　Q3は午後2時58分に開始。メルセデスAMG勢、レッドブル勢、ルクレール、ノリスは新品のソフト、それ以外のマシンは中古のソフトで1回目のアタックへと向かう。

　ここでハミルトンが1分14秒411でトップタイム、ターン2〜3でタイムロスを喫したフェルスタッペンが0.091秒差で2番手、ペレスが0.254秒差で3番手、4番手ノリス、5番手ルクレール、ボッタスはターン2でリヤが流れて0.579秒差の6番手となった。

　残り4分を切ったところでメルセデスAMG勢が最後のアタックへ。これに続いて各車がコースインし、フェルスタッペンは前の集団とのマージンを持って最後尾でコースへと向かう。

　ここでハミルトンは自己ベストを更新することができず、ノリスが0.043秒差のタイムを刻んだもののターン9のトラックリミット違反で削除。ペレスが0.035秒差の2番手に飛び込み、ターン3でミスを犯しアタックをまとめきれなかったフェルスタッペンは0.087秒差の3番手となった。

　4番手に0.329秒差のルクレール、5番手は0.379秒差のガスリー、6番手リカルド、ノリスは7番手、ボッタスは0.487秒差出8番手に沈み、9番手オコン、10番手はアタック2回ともにトラックリミット違反を犯したストロールという結果になった