A harmadik szabadedzésen bekavart egy kis eső Mexikóban, az időmérő felhős, de száraz körülmények között kezdődött. Valtteri Bottas Mercedese hidraulikai hiba miatt elromlott a harmadik tréningen, de a kvalifikáció kezdetéig a Mercedes ki tudta cserélni a finn motorját. Egy korábban már használt egység került az autóba, így Bottas büntetés nélkül úszta meg a cserét.
Az első igazán komoly eredményeket a két ferraris futotta, Sebastian Vettel elsőre 1:16.089-cel állított fel új körrekordot hiperlágyakon, Lewis Hamilton hét tizeddel maradt el tőle – de a keményebb ultralágyak gumikon. Hamilton második kísérletére sokat javított, 378 ezredre közelítette meg Vettelt, továbbra is ultralágy gumikon.
A szabadedzéseken parádézó, és az összeset megnyerő Red Bullok közül Daniel Ricciardo mutatta meg magát először, az ausztrál 1:15.866-ra faragta a pályacsúcsot, két tizeddel előzte meg Vettelt. Rögtön jött utána Max Verstappen, aki 110 ezredet vert csapattársára, és vette át ezzel a vezetést.
A Q1 vége előtt négy perccel Hamilton és Bottas is elindult egy gyors körre a hiperlágy gumikkal, a finn 1:15.580-nal átvette a vezetést, Hamilton 93 ezreddel maradt el tőle. Az időmérő első szakasza után Szergej Szirotkin, Lance Stroll, Kevin Magnussen, Stoffel Vandoorne és Romain Grosjean búcsúzott, vagyis akárcsak tavaly, a két Haas azonnal kizúgott, pedig a csapat a konstruktőri negyedik helyért harcol.
Az első két helyen a két Mercedes jutott tovább, mögöttük a két Red Bull, majd Sebastian Vettel, Sergio Perez, Esteban Ocon és Kimi Räikkönen következett.
A Q2-t a várakozásoknak megfelelően ultralágyakon kezdték az élcsapatok, az első gyors köröket a Mercedesek futották, de sorban utánuk jöttek a többiek. Bottas ultralágyakon is 1:16-on belülre került, de Hamilton nála is gyorsabb volt 279 ezreddel. Vettel 71 ezredre közelítette meg Hamiltont, majd Verstappen vette át a vezetést, négy ezreddel megelőzve Hamiltont.
Az első rohamok után Verstappen, Hamilton, Vettel, Ricciardo, Bottas, Räikkönen, Hülkenberg, Sainz, Leclerc, Ericsson volt a sorrend a továbbjutó helyeken. A Q2 végén az élcsapatok megjárattak egy-egy hiperlágy szettet, de természetesen nem javítottak, a továbbjutó helyekért viszont öldöklő küzdelem folyt. Az első tíz sorrendje végül nem változott, a kiesők (és így szabadon gumit választók) sorrendje Ocon, Alonso, Perez, Hartley és Gasly volt, a francia nem is futott mért kört.
A Q3-ban az első gyors körök után Verstappen állt az élre, 1:15-ön belüli idővel (1:14.785). Vettel 185 ezreddel volt lassabb a hollandnál, Hamilton hátránya 237, Ricciardóé 245 ezred volt. Bottas 375, Räikkönen 545 ezredes lemaradással állt az első gyors körök után.
A második gyors körökben a Ferrarik nem tudtak javítani, Verstappen sem, így megtörtént a váratlan fordulat: a magára találó Ricciardo minimális különbséggel, 26 ezreddel megelőzte csapattársát, ezzel a Red Bull kettős győzelmet aratott az időmérőn. A legvégén Hamilton is javított, és megelőzte Vettelt, de ezzel is csak a harmadik rajtkockát szerezte meg.
Vettel mögött a további sorrend Bottas, Räikkönen, Hülkenberg, Sainz, Leclerc és Ericsson volt. Verstappen pályafutása első pole-ját szerezhette volna meg, ezzel megdöntötte volna Vettel rekordját is, aki továbbra is a legfiatalabb versenyző, aki első rajtkockában állhatott. A Red Bull a 2013-as Amerikai Nagydíj óta először aratott kettős győzelmet időmérőn.
