Lewis Hamilton n'a besoin que d'une tentative lors de la troisième phase des qualifications pour réaliser sa cinquième pole position sur le circuit Gilles-Villeneuve (il y a obtenu sa première en 2007), sa quatrième de la saison et la cinquante-troisième de sa carrière. Il devance son coéquipier Nico Rosberg de 62 millièmes de seconde, ce qui permet à Mercedes d'occuper à nouveau la première ligne. Doté d'un nouveau modèle de turbocompresseur sur sa Ferrari SF16-H, Sebastian Vettel est très proche des Flèches d'Argent, à seulement 178 millièmes de Hamilton ; il est accompagné en deuxième ligne par Daniel Ricciardo. Leurs coéquipiers Max Verstappen et Kimi Räikkönen occupent la troisième ligne et sont suivis par les Williams de Valtteri Bottas et de Felipe Massa, eux aussi dans la même seconde que les Mercedes.