10月24日現地時間午後2時30分、第12戦ポルトガル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。

　フリー走行3回目のセッション終了直前にターン14出口の排水溝の蓋が外れコース各所の確認と補修作業が行われることになり、予選の開始は30分遅れることとなった。

　晴天に恵まれ気温は21度、路面温度は35度。しかし路面コンディションはそれほど改善はしておらず、風の影響も強い。硬めのコンパウンドが持ち込まれているためタイヤのウォームアップも難しく明確な正解が見えないなかでの予選開始となった。

　Q1開始早々に各車がコースインし、ほとんどのクルマは2周目にタイムアタックを行うがフェラーリ勢やマクラーレン勢はウォームアップを2周とって3周目にアタックを行う。

　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17秒064、ハミルトンが0.050秒差で2番手。タイヤのデグラデーションが小さいため各車とも連続走行でアタックを続けて行き、セルジオ・ペレス（レーシングポイント）は計測2周目でマックス・フェルスタッペン（レッドブル・ホンダ）を上回るタイムを記録し3番手へ浮上するなど、各車が続々とタイムを縮めていく。

　フェルスタッペンは計測2周目のターン1でリヤがスナップしてコースオフするが、次の計測で1分16秒879を記録してトップに立つ。そしてさらにハミルトンがセクター1と2でベストを記録する走りで1分16秒828でこれを逆転してトップに立った。

　残り5分でメルセデスAMG、フェルスタッペン、ペレス、シャルル・ルクレール（フェラーリ）のトップ5台以外が2セット目のソフトタイヤを投入し最後のアタックへ。

　キミ・ライコネン（アルファロメオ）が一時は15番手に浮上したものの最後にジョージ・ラッセル（ウイリアムズ）がこれを塗り替えて15番手に上がり、ライコネンは16番手でQ1敗退となった。アントニオ・ジョビナッツィ（アルファロメオ）が17番手、ロマン・グロージャン（ハース）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20番手というQ1敗退組となった。

　2時55分に始まったQ2ではメルセデスAMGとフェラーリが決勝スタートを意識してミディアムタイヤでアタックを開始。それ以外は全車がソフトタイヤを履いた。

　ここでもミディアムタイヤにもかかわらずボッタスが1分16秒466でトップに立ち、ハミルトンはターン13でトラフィックに引っかかりタイムが出せず計測2周目で0.358秒差の2番手。3番手フェルスタッペン、4番手ペレス、5番手カルロス・サインツJr.（マクラーレン）、6番手ランド・ノリス（マクラーレン）、7番手ピエール・ガスリー（アルファタウリ・ホンダ）と続く。

　残り5分で各車が2回目のアタックへ。ここでもフェラーリ勢はミディアムでコースインし、残り2分でメルセデスAMG勢はソフトを履いてQ3に向けた練習走行を行う。

　フェルスタッペンはソフトタイヤでタイムを更新しスタートタイヤを変更。リカルドはターン11でアウトからトラフィックを抜いていこうとするが、ダスティなオフラインでコントロールを失ってコースオフを喫した。リヤからバリアに接触したためリヤウイング交換を余儀なくされる。ターン13ではガスリーとペレスが交錯し、セッション後に審議が行われることとなった。

　エステバン・オコン（ルノー）が11番手、ランス・ストロール（レーシングポイント）が12番手、ダニール・クビアト（アルファタウリ・ホンダ）13番手、ラッセル14番手、ミディアムタイヤに熱を入れられなかったセバスチャン・ベッテル（フェラーリ）が15番手に終わりQ2敗退となった。

　Q3は午後3時18分に開始。各車がソフトタイヤでアタックを開始し1回目のアタックでボッタスが1分16秒986、2番手ハミルトンは0.047秒差。Q2で上手くタイヤをウォームアップできなかったフェルスタッペンはここでは2周のウォームアップをしてからアタックへ向かい、0.121秒差の3番手に飛び込む。4番手ルクレール、5番手ペレス、6番手サインツ、アレクサンダー・アルボン（レッドブル・ホンダ）はミディアムタイヤで0.888秒差の7番手となった。

　新品ソフトが1セットしか残っていないガスリーはここでアタックを行うものの、1.048秒差の9番手に留まった。

　そしてQ3最後のアタックでメルセデスAMG勢はミディアムの新品を投入。まずハミルトンがボッタスのタイムを0.052秒逆転して1分16秒934でトップに立つ。しかしボッタスはセクター1と2でベストを記録して0.180秒上回り1分16秒754でトップへ。しかし最後のラップでハミルトンがセクター2でベストを記録し、0.102秒上回ってポールポジションを奪い取った。

　3番手には0.252秒差でフェルスタッペン、4番手は0.438秒差のルクレール、5番手は0.571秒差のペレス、6番手にソフトタイヤを履いたアルボンが0.785秒差、以下は7番手サインツJr.、8番手ノリス、9番手ガスリー、リヤウイングの交換が間に合わずコースインできなかったリカルドが10番手という結果になった。