安排于赛道时间周六15:00[北京时间周日05:00]举行的排位赛共分三阶段，并依序在18分钟的Q1、!5分钟的Q2淘汰成绩最差的5位车手，12分钟的Q3决定本场大赛杆位与前10起跑顺位。
位于墨西哥城市中心的罗德里格斯兄弟赛道在开赛时处于气温摄氏22度、赛道温度摄氏44度的晴朗舒适环境，Q1开赛时虽由后段的索伯与阿尔派两队先行，但前段班也很快安排车手上场，让赛道在一开始就进入较纷忙的状态。
虽然Q1最终由诺里斯拿下，但维斯塔潘在开赛后8分钟就将最快单圈带至在第三节练习有三位车手缔造的1分16秒等级而预告了杆位得主的标准，且场中大半车手的成绩也维持在1分17秒上下，让晋级的15位车手的总差距仅有0.9秒。
意外的是皮亚斯特里与佩雷兹的状态都相当挣扎，两位车手虽持续寻找突破口，但与科拉平托、奥康与周冠宇一同淘汰的两人的最终成绩仅有第17名与第18名，使处于争冠状态的维斯塔潘与诺里斯两人在决赛将面临孤军作战的场面。
赛道温度在Q2时虽因云层增加而下滑到摄氏38度，且四强车手也已将单圈成绩推进至1分16秒等级，但诺里斯的进攻节奏不减反增，他在第一个计时圈就交出本周最快的1分16秒301不仅让对手疲于追赶，也让他得以很快的温存战力备战Q3竿位战。
勒克莱尔的第一个计时圈虽因越线而被取消，但他仍有惊无险的以1分16秒等级的成绩晋级，而在四强锁定前六席、角田于太阳广场入口前发生红旗事故让Q2提前结束下，原本还有机会刷新成绩的劳森、阿隆索、斯特罗尔与博塔斯就此与角田一同成为第二批淘汰车手。
Q3虽因角田的意外延后5分钟才得以展开，但主轴仍是四强的杆位纪录争夺战，而在维斯塔潘的成绩因越线而被取消后，塞恩斯的1分16秒055不仅显示出现在的赛车有打进1分15秒的可能性，也让他在前半一举取得0.36秒的大幅优势，在Q2称王的诺里斯的成绩不进反退而仅能名列第五。
结果塞恩斯延续前半的气势，以唯一进入1分15秒的超飞快单圈锁定杆位，被迫换上新软胎的维斯塔潘以0.225秒差夺下第二，诺里斯、勒克莱尔名列第二排的第三、第四，使将于北京时间28日04:00举行的决赛将碰出激烈火花，第五至第10名依序为拉塞尔、汉密尔顿、马格努森、加斯利、阿尔本与霍肯伯格。
