予選の1回目は天候快晴の中、6月11日水曜日の深夜からナイト（夜間）セッションで始まった。ポルシェチームはまず14号車のニール・ジャニが速いタイムを出し、続いて20号車のブレンドン・ハートレイが3分23秒157のラップタイムをセッション開始わずか2、3周の間に出して、タイムシートの上位を占めた。トヨタ・レーシングの2台は、7号車がエンジンの油圧低下によってコース上に立ち往生したことなどもあり、トップのポルシェから2秒遅れの差を付けられたままセッション終了となった。アウディ・スポーツチーム ヨーストはポルシェから遅れること3秒であった。なお、アウディ1号車はフリー・プラクティス中の事故の修理中のため予選1回目は不参加となっている。G-ドライブ・レーシングのモーガン・LMP2に乗るオリヴィエ・プラは、3分38秒843のタイムでLMP2クラスの暫定ポール・ポジションに立ち、シグナテック・アルピーヌやKCMGのオレカに対してリードした。SMP・レーシングのオレカ-日産の37号車に乗るニコラ・ミナシアンは、開始30分という時点でポルシェ・カーブでアクシデントを起こし、約20分にわたって予選のセッションは中断した。LMGTE Proクラスでは、AFコルセのフェラーリ・458イタリア・GT2の51号車に乗るジャンマリア・ブルーニが3分54秒754のタイムでリードしたが、アストンマーティンもポルシェもコルベットも全てのチームの最速車がフェラーリの2秒以内のタイム差であるという接戦状態であった。LMGTE Proクラスのアストンマーティン・レーシングの2台目の99号車に乗るフェルナンド・レースは、先程のミナシアンによるアクシデントの赤旗中断からのセッション再開のおよそ15分後に、ポルシェ・カーブでクラッシュを起こし、99号車が激突して損傷したバリアがセッション時間内に修復させる見通しが立たなかったため予選の1回目は予定終了時間までおよそ30分を残して打ち切られることとなった。アストンマーティン・レーシングの99号車はこの時に車が負ったダメージが元で撤退に追い込まれた。実質的な走行時間が短く、不完全燃焼なセッション終了となる中で、SMP・レーシングのフェラーリ・458イタリア・GT2の72号車に乗るジャンマリア・ブルーニが3分56秒787のラップタイムでトップに立ち、AFコルセのフェラーリ61号車とデンプシー・ポルシェが続いた。明けて12日の木曜日、まず行なわれた予選の2回目のセッションでは、クラッシュで車が停止するシーンが前日以上に見られるようになった。ポルシェ・カーブでジェイムズ・カラドがクラッシュして赤旗中断となり、セッション再開まで約25分を要することとなった。前日のフリー・プラクティス中に大破したアウディ1号車が夜通しの修復作業により、このセッションから再びレースに復帰した。そのアウディ1号車がインディアナポリス・コーナー付近でスピンしてバリアに衝突して車体にダメージを負った。アウディ1号車に乗車していたルーカス・ディ・グラッシはピットに車を戻そうとしてレオ・ルッセルがドライブするLMP2クラスのペガサス・モーガンの29号車の前でコースを逸らして29号車をコースアウトさせて、コンクリート・バリアに衝突させている。ほぼ同時に、ブレット・カーティスが乗るプロスピード・ポルシェの79号車がダンロップ・シケインの入り口でスピンして壁に激突し、カーティスは体を強打して意識不明の状態となった。アクシデントによってサーキット上に散らばった車のパーツ等が片付けられた後、セッションの残り時間が15分となってから予選が再開され、ほぼ全てのLMP1カーがタイムアタックを行なって持ちタイムを更新した。トヨタ7号車に乗る中嶋一貴は3分22秒589のラップタイムを出して暫定ポールポジションを獲り、ポルシェ14号車に乗るロマン・デュマとポルシェ20号車に乗るティモ・ベルンハルトが続いた。アウディ勢での最速は4番手に入ったアウディ3号車に乗るオリバー・ジャービスであった。LMP2クラスでは、TDSレーシングの46号車に乗るトリスタン・ゴマンディが、セッションの最終ラップで、それまで乗っていたオレカから新モデルのリジェ・JS・P2に乗り換え、3分38秒094のラップタイムで暫定ポールポジションを獲った。LMGTE Proクラスでは、コルベット73号車がセッションをリードしたが、予選の1回目でAFコルセが出したラップタイムを更新できなかった。LMGTE Amクラスでも同様に、予選の2回目のセッションをリードしたAFコルセのフェラーリ61号車は、予選の1回目でSMPレーシングが出したタイムにコンマ2秒以内に迫るが予選2番手に留まった。本来なら22時（午後10時）から2時間のセッションとして行われる予定だった予選の3回目のセッションについて、予選1回目と2回目のセッションで赤旗中断となる時間が多かったことから、予選3回目の開始時間を30分前倒しにし、終了時間は変えずに2時間30分のセッションとして行うこととなった。セッション開始後15分で、トヨタ7号車に乗る中嶋一貴が3分21秒789のル・マン24時間レースの予選におけるラップタイムの新レコードを叩き出し、トヨタとしては1999年以来2度目となるポールポジションを獲得した。中嶋は日本人ドライバーとしても初となるポールポジション獲得者となった。ポルシェ14号車に乗るロマン・デュマはタイムを更新して予選2番手となり、グリッド最前列でトヨタ7号車の隣でレーススタートすることとなった。予選3番手にはトヨタ8号車・4番手にはポルシェ20号車が入った。アウディは予選2回目のセッションからタイムを更新できず、トヨタ勢とポルシェ勢の後塵を拝す予選5番手・6番手・7番手の予選順位に留まった。マティアス・ベシェがドライブするレベリオン・レーシングの12号車は、LMP1-Lクラスで姉妹車のレベリオン・レーシングの13号車に予選で上回ったが、予選の全てのセッションでポールポジションのタイムに対して8秒のタイム差を付けられた。LMP2クラスでは、ティリエ・バイ・TDSレーシングのリジェ・JS・P2の46号車が3分37秒609のラップタイムを出して予選でのクラス1番手となった。LMGTE Proクラスでは、AFコルセの51号車のジャンマリア・ブルーニが3分53秒700のタイムを出してクラスでの暫定ポールポジションを獲得した。LMGTE Amクラスでは、AFコルセの81号車に乗るサム・バードが3分54秒665のラップタイムを出してクラスの暫定ポールポジションを獲得したが、このタイムは上位カテゴリーのLMGTE Proクラスを含む全LMGTEカテゴリー中2番目に速いタイムであった。「Garage 56」枠の日産・ZEOD RCの0号車は、予選1回目の走行でギヤボックスの不具合によりタイムアタックできないという試練の後、予選3回目での走行では3分50秒185のラップタイムを出して、予選に参加した55台（その内のアストンマーティン99号車は予選中にクラッシュによって車両が大破してしまい、予選セッション中に撤退して最終的に54台）中、総合27位につけた。予選中、本山哲が乗るZEOD RCはミュルザンヌストレートを電力駆動のみの走行で時速300kmを記録している。予選3回目のセッション中に、8スター・モータースポーツ90号車に乗るフランキー・マンテカルヴォがスピンしてポルシェ・カーブのグラベル（砂利）に突っ込み、新しいセーフティシステムであるスローゾーンがル・マン24時間レースにおいて初めて適用された。残り時間が19分となったところで、インディアナポリス・コーナーでカルン・チャンドックが乗るマーフィー・プロトタイプスのオレカ48号車がバリアにクラッシュした後、再度スローゾーンが適用された。2つのスローゾーンは両方とも、セッション終盤の1時間の時間帯でのラップタイム更新を防止する作用をもたらしている。