Hamilton ha ottenuto la miglior prestazione al termine delle qualifiche che si sono svolte nella serata italiana presso l'Autodromo Carlos Pace, sede del gran premio del Brasile, diciannovesimo appuntamento iridato stagionale. Il campione del mondo in carica ha fermato il cronometro sull'1:07.931, unico a scendere sotto il muro del minuto e otto secondi. Il sette volte iridato ha ottenuto il miglior parziale in ciascuno dei tre settori, a testimonianza di quanto sia di quanto sia stato imbattibile sul giro veloce, sia quanto sia stata competitiva la Mercedes.
L’Autodromo Carlos Pace ha caratteristiche tecniche differenti in ciascuno dei tre settori. Il primo tratto presenta l’allungo della Reta Oposta nel quale è richiesta un’alta velocità in fondo al rettilineo, ma soprattutto l’impianto frenante sarà messo a dura prova alla frenata della curva 1. La sezione centrale è quella più tecnica e guidata data la presenza di curve lente, medio-veloci e in appoggio. Qui sono richiesti carico aerodinamico, grip meccanico, retrotreno stabile e precisione di inserimento all’avantreno. L’ultimo settore, invece, è puramente di potenza dato che si percorrere con la farfalla dell’acceleratore completamente aperta. In questo tratto bisognerà massimizzare l’efficienza ibrida della mappatura dell’ERS per avere un’elevata velocità di punta lungo tutto l’allungo. La W12 E Performance è sembrata viaggiare sul binario. Questo significa che i tecnici del costruttore tedesco hanno svolto un oculato lavoro con le simulazioni, dato che hanno trovato subito la quadratura del cerchio dal punto di vista tecnico. La monoposto tedesca ha mostrato di avere un perfetto bilanciamento aerodinamico, con una configurazione a medio-carico aerodinamico, con un assetto altrettanto ottimale per quanto riguarda la geometria dei sistemi sospensivi, data la stabilità al retrotreno a centro curva e in trazione e la precisione in inserimento dell'avantreno. Hamilton comunque dovrà scontare cinque posizioni in griglia di partenza nella gara di domenica per la sostituzione del motore endotermico (ICE). Questa è stata un'altra chiave di lettura che potrebbe spiegare le prestazioni monstre del sette volte iridato e della sua monoposto. Disponendo di un nuovo motore, i motoristi avranno optato per una mappatura più aggressiva. Questo si evince anche dalla velocità di punta, in cui proprio Lewis ha ottenuto le velocità più elevate nei rilevamenti posti lungo il tracciato. Alla frenata della curva 1, il britannico è transitato a 328 km/h, mentre al fondo della Reta Oposta è passato a 325 km/h. Ambedue sono stati i valori più alti. In virtù del dominio del binomio Hamilton-Mercedes, Verstappen si è dovuto accontentare della seconda posizione, comunque davanti all'altra monoposto di Stoccarda, quella di Bottas, terzo. L'olandese della Red Bull ha massimizzato il potenziale della vettura, una RB16B con qualche problematica nella gestione degli pneumatici morbidi. Infatti, nel settore centrale, nello specifico nelle curve 8 e 9, la monoposto ha sofferto il surriscaldamento degli pneumatici all'asse anteriore. Infatti le due curve sotto esame sono lente, velocità di percorrenza rispettivamente di 92 km/h e 101 km/h, ma sono successiva alla doppia destra delle curve 8 e 9, velocità di percorrenza di 226 km/h e 242 km/h, le quali sono soggette a un grande carico laterale che fa innalzare le temperature. Con pneumatici con temperature oltre la finestra ottimale di esercizio, nelle curve lente il pilota deve forzare l'ingresso ma, avendo sottosterzo, il retrotreno non segue l'avantreno e in uscita l'instabilità all'asse posteriore porta la monoposto a scivolare leggermente in accelerazione. Quarto tempo per Perez, che ha preceduto Gasly, quinto. Il transalpino ha chiuso a pochi centesimi dalla quarta posizione di Checo, sfruttando al massimo sia il potenziale della AT02. La monoposto della Scuderia di Faenza è dotata di un'ottima efficienza aerodinamica, conseguentemente ha una bassa resistenza aerodinamica all'avanzamento, fattore chiave per le velocità massime sui rettilinei, e allo stesso tempo genera carico aerodinamico dal corpo vettura per essere performante nella velocità di percorrenza nelle diverse tipologie di curve, dalle più lente a quelle in appoggio. Alle spalle del francese vi sono le Ferrari di Sainz e Leclerc, rispettivamente sesto e settimo, con lo spagnolo che ha battuto il monegasco in qualifica per il secondo appuntamento consecutivo, prima volta che accade nell'arco dell'annata in corso. La Scuderia di Maranello può ritenersi soddisfatta del risultato odierno, dato che in ottica battaglia per il terzo posto nel mondiale costruttori le McLaren scatteranno alle spalle delle vetture del Cavallino Rampante. Norris ha chiuso ottavo davanti a Ricciardo, nono. Nelle ultime quattro gare la MCL35M è sempre stata alle spalle di almeno una delle due SF21, a testimonianza della progressione sul fronte elettrico della vettura modenese più che dei demeriti del team di Woking. Alonso, decimo con l'Alpine, ha completato la classifica dei primi dieci.

Qualifica agrodolce per il costruttore transalpino, dato che Ocon è rimasto escluso dall'ultima fase delle qualifiche per soli sei centesimi di secondo. Il pilota francese ha mancato la qualificazione in top ten per il settimo appuntamento consecutivo anche quando la monoposto lo permetteva. Dodicesimo tempo per Vettel, che ha nuovamente estratto il massimo dal potenziale tecnico della AMR21. Anche una settimana fa a Città del Messico il tetra campione del mondo mondo era stato eliminato nel Q2, per poi rimontare in gara e chiudere in settima posizione. Delusione per Tsunoda, rimasto escluso in tredicesima posizione. Il debuttante nipponico dell'AlphaTauri non è riuscito a replicare nella seconda manche della sessione le prestazioni viste nella prima, chiusa anche vicina al suo compagno di box. Discorso simile per Giovinazzi, autore di un giro stratosferico nella prima fase che gli è valsa la stesa posizione, mentre nelle battute conclusive del Q2 ha commesso un errore nel settore centrale che gli ha precluso la possibilità di migliorare, chiudendo quindi quindicesimo alle spalle del suo compagno di squadra dell'Alfa Romeo Raikkonen.
La prima manche delle qualifiche è stata molto combattuta, con la pista che si gommata gradualmente al passaggio delle vetture sul traguardo. In virtù del miglioramento progressivo della gommatura presente sull'asfalto, il finale è stato molto intenso con appena un decimo tra il sesto e il quindicesimo, ultimo dei qualificati alla fase successiva. Il primo degli esclusi è stato Stroll. Il canadese dell'Aston Martin è reduce dalla pessima qualifica all'Autodromo Hermanos Rodríguez, conclusa con l'incidente contro le barriere esterne dell'ultima curva successivamente al testacoda causato da un suo errore di guida mentre stava accelerando sulla zona sporca. Di conseguenza si tratta di un'altra amara esclusione sia per sia per il costruttore britannico in ottica Sprint Qualifying. Le Williams scatteranno appaiate in nona fila, con Latifi diciassettesimo a precedere la vettura gemella di Russell. Le Haas hanno completato la classifica con Schumacher e Mazepin, rispettivamente penultimo e ultimo. La VF-21 ha comunque mostrato dei miglioramenti negli ultimi gran premi con al volante il campione F2 2020. Infatti, dopo aver centrato l'accesso alla qualifica due in Turchia, il tedesco è andato vicino nuovamente a qualificarsi per la successiva manche della qualifica.