图：直播画面截图
汉密尔顿在上海以1分35秒782夺得杆位，仅比罗斯伯格的1分35秒824快0.042秒。这是他2015赛季开局连续第三个杆位，也是他在上海第五次从杆位起步。
Q1中维特尔以1分37秒502最快，莱科宁第二；两人都使用软胎。汉密尔顿用中性胎跑出1分38秒285，仍以第五名晋级。
霍肯伯格以第16名止步Q1。迈凯伦的巴顿和阿隆索分列第17、第18，分别比最后晋级的科维亚特慢0.225秒和0.229秒。
Q2阶段汉密尔顿以1分36秒423居首，罗斯伯格和维特尔分列其后。赛段末段威廉姆斯和索伯车手提升名次，挤压了红牛、莲花及红牛二队车手的晋级空间。
马尔多纳多以1分38秒134排在第11，只比第10名埃里克森慢0.007秒，未能进入Q3。科维亚特第12，维斯塔潘第13，塞恩斯第14，佩雷兹以第15名结束排位。
Q3首轮中汉密尔顿做出1分35秒782，罗斯伯格的首个计时圈为1分36秒062。第二轮罗斯伯格把成绩提升到1分35秒824，但汉密尔顿守住杆位。
维特尔最后一轮跑出1分36秒687，从马萨手中拿到第三；马萨以1分36秒954排第四，博塔斯第五。莱科宁以第六名结束排位，落后队友0.545秒。
里卡多和格罗斯让分列第七、第八，纳赛尔与埃里克森占据第五排。玛鲁西亚车手史蒂文斯和梅里分别排第19、第20，两人都在官方报道列出的107%圈速范围内。
| 名次 | 车号 | 车手 | 车队 | Q1 | Q2 | Q3 | 圈数 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 44 | 刘易斯·汉密尔顿 | 梅赛德斯 | 1:38.285 | 1:36.423 | 1:35.782 | 12 |
| 2 | 6 | 尼科·罗斯伯格 | 梅赛德斯 | 1:38.496 | 1:36.747 | 1:35.824 | 12 |
| 3 | 5 | 塞巴斯蒂安·维特尔 | 法拉利 | 1:37.502 | 1:36.957 | 1:36.687 | 17 |
| 4 | 19 | 菲利佩·马萨 | 威廉姆斯 | 1:38.433 | 1:37.357 | 1:36.954 | 15 |
| 5 | 77 | 瓦尔特利·博塔斯 | 威廉姆斯 | 1:38.014 | 1:37.763 | 1:37.143 | 15 |
| 6 | 7 | 基米·莱科宁 | 法拉利 | 1:37.790 | 1:37.109 | 1:37.232 | 17 |
| 7 | 3 | 丹尼尔·里卡多 | 红牛 | 1:38.534 | 1:37.939 | 1:37.540 | 18 |
| 8 | 8 | 罗曼·格罗斯让 | 路特斯 | 1:38.209 | 1:38.063 | 1:37.905 | 20 |
| 9 | 12 | 菲利佩·纳赛尔 | 索伯 | 1:38.521 | 1:38.017 | 1:38.067 | 16 |
| 10 | 9 | 马库斯·埃里克森 | 索伯 | 1:38.941 | 1:38.127 | 1:38.158 | 15 |
| 11 | 13 | 帕斯托尔·马尔多纳多 | 路特斯 | 1:38.563 | 1:38.134 | — | 13 |
| 12 | 26 | 达尼尔·科维亚特 | 红牛 | 1:39.051 | 1:38.209 | — | 13 |
| 13 | 33 | 马克斯·维斯塔潘 | 红牛二队 | 1:38.387 | 1:38.393 | — | 14 |
| 14 | 55 | 卡洛斯·塞恩斯 | 红牛二队 | 1:38.622 | 1:38.538 | — | 14 |
| 15 | 11 | 塞尔希奥·佩雷兹 | 印度力量 | 1:38.903 | 1:39.290 | — | 10 |
| 16 | 27 | 尼科·霍肯伯格 | 印度力量 | 1:39.216 | — | — | 6 |
| 17 | 22 | 简森·巴顿 | 迈凯伦 | 1:39.276 | — | — | 6 |
| 18 | 14 | 费尔南多·阿隆索 | 迈凯伦 | 1:39.280 | — | — | 8 |
| 19 | 28 | 威尔·史蒂文斯 | 玛鲁西亚 | 1:42.091 | — | — | 6 |
| 20 | 98 | 罗伯托·梅里 | 玛鲁西亚 | 1:42.842 | — | — | 8 |
