Entre les gouttes, la pluie n'étant toutefois pas assez intense et régulière pour obliger les pilotes à passer les pneus intermédiaires, Lewis Hamilton se montre, par deux fois, le plus rapide lors de la troisième phase des qualifications. À sa seconde tentative, il bat, en , le record du circuit José Carlos Pace et réalise sa dixième pole position de la saison, la quatre-vingt-deuxième de sa carrière et la centième de Mercedes Grand Prix depuis Juan Manuel Fangio au volant d'une Flèche d'Argent au Grand Prix de France 1954. Le nouveau quintuple champion du monde britannique devance Sebastian Vettel, son principal rival de la saison, de 93 millièmes de seconde ; leurs coéquipiers respectifs occupent la deuxième ligne, Valtteri Bottas précédant Kimi Räikkönen. Si les Red Bull Racing, repoussées à une demi-seconde suivent, Daniel Ricciardo est pénalisé d'un recul de cinq places après le changement de son turbocompresseur. En conséquence, Marcus Ericsson accompagne Max Verstappen en troisième ligne. Les Sauber se montrent performantes sur le tracé brésilien puisque Charles Leclerc est juste derrière son coéquipier, en quatrième ligne aux côtés de Romain Grosjean. Pierre Gasly et Kevin Magnussen s'élancent de la cinquième ligne.