9月26日現地時間午後3時、F1第10戦ロシア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。レッドブル・ホンダはマックス・フェルスタッペンが2番手、アレクサンダー・アルボンは10番手となっている。

　空にはやや雲が広がり日は陰ったものの気温は26度、路面温度は34度とこの時期のソチにしては暑いコンディション。サポートレースはFIA-F2のみの開催であり、F1のフリー走行3回目（FP3）から予選までの間に走行セッションもなく、レース週末が進んでも路面の向上幅はそれほど大きくない。

　Q1から各車がソフトタイヤでアタックするが、ジョージ・ラッセル（ウイリアムズ）だけはミディアムで1回目のアタックを行うもののターン2でロックアップしてピットへと戻る。ラッセルはFP3までとは路面コンディションがかなり違うと訴える。ハミルトンやピエール・ガスリー（アルファタウリ・ホンダ）、ハース勢など多くのマシンがターン2でオーバーシュートするなど、風向きが変わりターン2で追い風になっている影響に苦しみながらのアタックとなった。

　まずトップに立ったのはバルテリ・ボッタス（メルセデス）で1分32秒656。ハミルトンは一度バックオフしてからのアタックとなり0.327秒差の2番手。3番手にセルジオ・ペレス（レーシングポイント）がつけ、やはり1周目にアタックをまとめきれなかったフェルスタッペンはアタックしなおしで1.323秒差の5番手に留まった。好調のルノー勢はミディアムでアタックを行い、ダニエル・リカルド（ルノー）は1.688秒差の7番手となった。

　残り4分を切ったところで各車が2回目のアタックに向かい、ここでは確認走行の首位ボッタス以外の全車が新品のソフトを履く。2番手ハミルトン、3番手ペレス、4番手カルロス・サインツJr.（マクラーレン）、6番手シャルル・ルクレール（フェラーリ）はピットで待機するが、フェルスタッペンはここでミディアムを履いてQ2に向けたトライを行う。

　ここでソフトを履いたルノー勢は3番手エステバン・オコン、4番手リカルドと上位に飛び込み、さらに地元のダニール・クビアト（アルファタウリ・ホンダ）が3番手タイムを塗り替えた。ミディアムのフェルスタッペンはリカルドのタイムを塗り替えて5番手に上がった。ウイリアムズのラッセルはここで13番手タイムを刻んでQ2進出を決め、14番手ルクレール、15番手セバスチャン･ベッテルとフェラーリ勢はギリギリでのQ1突破となった。

　16番手ロマン・グロージャン（ハース）、17番手アントニオ・ジョビナッツィ（アルファロメオ）、18番手ケビン・マグヌッセン（ハース）、19番手ニコラス・ラティフィ（ウイリアムズ）、キミ・ライコネン（アルファロメオ）はターン3でスローダウンしてアタックできず20番手での予選Q1敗退となった。

　Q2ではメルセデスAMG勢とフェルスタッペンだけがミディアムタイヤでコースインし、それ以外はソフトタイヤ。コース上には小雨がパラつき始め、路面温度は32度に下がる。

　ここではハミルトンが1分32秒085でトップに立つがターン18のトラックリミット違反でタイム抹消となる。これで首位は1分32秒218のリカルド、2番手サインツJr.、3番手ペレス、4番手ボッタスも最終コーナーでギリギリまでリヤが流れ、フェルスタッペンは7番手という順位になった。

　残り5分を切ったところで徐々に各車が2回目のアタックに入っていき、メルセデスAMG勢は再び新品のミディアムを投入して再アタック。フェルスタッペンはソフトを履いて最後にコースインし、他車のタイム推移を見る戦略に出た。

　首位リカルドはガレージに留まり、ボッタスが2番手タイムを記録した直後にベッテルがターン4でイン側の縁石に引っかけてリヤが流れて激しくクラッシュ。残り2分15秒でセッションは赤旗中断となり、ハミルトンはタイムを記録することなくガレージに戻ることとなってしまった。

　各車ともタイムアタックが必須の状況だけに、セッション再開の時刻が発表される前に各車がソフトタイヤを履いてピット出口に並ぶが、中古ソフトを履いたフェルスタッペンはピットレーンでガスリーを抜いて先頭アルボンの後方2番目へ。まだノータイムのハミルトンは新品のソフトを履いてガレージアウトするが、出遅れて後方に回ってしまう。ランス・ストロール（レーシングポイント）はピット出口に並んでいる間にオーバーヒートしてしまい、メカニックにガレージへと押し戻される。首位リカルドだけがピットで待機し、11台がコース上に並ぶ。

　ハミルトンは渋滞を避けるために前走車を抜いていこうとするがターン2でオーバーシュートしてしまい、残り1秒でなんとかタイムアタックに間に合った。

　フェルスタッペンは中古ソフトでアタックしたが、各車のタイム状況を見て最終コーナーでバックオフし、ミディアムタイヤのタイムでQ2突破を決める。そしてハミルトンは4番手タイムを記録してこちらもQ2敗退は免れた。これでトップ10のうち決勝をミディアムでスタートするのはボッタスとフェルスタッペンの2台のみとなった。

　11番手ルクレール、12番手クビアト、13番手ストロール、14番手ラッセル、15番手ベッテルがQ2敗退となった。

　Q3は3時59分に開始となり、メルセデスAMG勢とフェルスタッペン、リカルド、ペレスのみが新品ソフト、新品が1セットしか残っていないそれ以外の5台は中古ソフトでアタックに入る。

　ここでハミルトンは全セクターで最速を刻んで1分31秒391のトップタイム。2番手ボッタスに0.793秒もの差を付けて見せた。3番手には0.969秒差でフェルスタッペンが入るが、4番手リカルドは0.973秒差とわずか0.004秒差。5番手ペレスも1.019秒差。以下の中古勢はサインツJr.、オコン、アルボン、ガスリー、ノリスと続く。

　メルセデスAMG勢は残り4分で先陣を切って2回目のアタックに向かい、これに他車も続いていき、フェルスタッペンだけが1分ほど遅れてギャップを広げて最後にコースイン。もちろん全車が新品のソフトを履く。

　ハミルトンは1分31秒304を刻み、ターン2で縁石までワイドに広がってしまったボッタスに0.652秒差を付け、リカルドは自己ベストを更新できず。ペレスがこれを上回って1分32秒317で3番手に飛び込むが、アタックラップの冒頭でボッタスのスリップストリームを使うことができたフェルスタッペンは0.563秒差でボッタスを上回り2番手を勝ち獲ってみせた。

　5番手リカルド、6番手サインツ、7番手オコン、8番手ノリス、9番手ガスリー、10番手アルボンという予選結果となった。