Alors que la Scuderia Ferrari n'avait pas obtenu la pole position sur le circuit de l'île Notre-Dame depuis Michael Schumacher en 2001, Sebastian Vettel se montre deux fois le plus rapide lors de la troisième phase des qualifications, bat le record du tracé à de moyenne et part en tête pour la quatrième fois de la saison, pour la cinquante-quatrième fois de sa carrière et pour la quatrième fois à Montréal depuis 2011. Sur la première ligne, il devance Valtteri Bottas de 93 millièmes de seconde. Lewis Hamilton commet trop d'erreurs lors de ses deux tentatives et doit se contenter d'un départ en deuxième ligne, derrière Max Verstappen. De la même façon, Kimi Räikkönen mord le gazon au premier virage de son dernier tour rapide ; auteur du cinquième temps, il part en troisième ligne devant Daniel Ricciardo. Les meilleurs pilotes derrière ceux des trois écuries de pointe sont Nico Hülkenberg et Esteban Ocon sur la quatrième ligne.