George Russell je osvojil najboljši štartni položaj za sprint dirko pred moštvenim kolegom Kimijem Antonellijem. Tako kot v Melbournu je bil Russell najhitrejši v vseh treh delih kvalifikacij v Šanghaju; Mercedes je ugnal McLarna in Ferrarija, medtem ko je bil Verstappen šele osmi.

Russell je povedel z najboljšim časom prvega dela kvalifikacij 1:33,030 ter vodil pred Ferrarijema Lewisa Hamiltona in Charlesa Leclerca. Drugi Mercedes je zaostal štiri desetinke, McLarna pa skoraj osem desetink. Verstappen je bil takrat šele 11., pri čemer se je pritoževal nad obupno voznostjo svojega dirkalnika RB22, sledila pa sta mu Oliver Bearman in Gabriel Bortoleto, ki sta oba napredovala kljub izletoma v pesek na izhodu iz zadnjega ovinka. Blokirana kolesa v 11. ovinku in izboljšave časov pri Alpine so pomenile, da je izpadel Alex Albon skupaj z moštvenim kolegom Carlosom Sainzem, obema Aston Martinoma in Cadillacovim dirkalnikom Valtterija Bottasa, ki je bil skoraj dve sekundi počasnejši od Fernanda Alonsa. Perez ni vozil zaradi težav s sistemom za gorivo, potem ko je podobna okvara izločila Bottasa na dirki prejšnji teden.

Srebrni puščici sta kot zadnji zapeljali na stezo v drugem delu kvalifikacij, a sta se takoj povzpeli na vrh. Russell je dosegel čas 1:32,241, Antonelli pa 1:32,570 – a je Italijan oviral Landa Norrisa v prvem ovinku. Z izjemo Leclerca s časom 1:32,602 se nihče ni približal vodilnima Mercedesoma na manj kot devet desetink. Ko je Antonelli izboljšal čas na 1:32,291, je Verstappen v zadnjem ovinku zapeljal preširoko; Red Bull se je zelo tesno prebil iz drugega dela kvalifikacij, saj je bil Nizozemec 0,071 sekunde hitrejši od 11. uvrščenega Nica Hulkenberga, medtem ko je bil njegov moštveni kolega Isack Hadjar le 0,015 sekunde pred Audijem. Izpadla sta oba Audija in Racing Bullsa, skupaj z Estebanom Oconom in Francom Colapintom, medtem ko sta njuna moštvena kolega Bearman in Pierre Gasly na poti v tretji del kvalifikacij prehitela oba Red Bulla.

Russellov prvi mejnik v tretjem delu kvalifikacij je bil 1:31,520 in s tem časom je prehitel Antonellija, Hamiltona, Leclerca in Verstappna za 0,36, 0,64, 1,21 oziroma 1,73 sekunde. Preostalih pet dirkalnikov, vključno z obema McLarnoma in Hadjarjem, je ostalo v garaži do zadnjega možnega trenutka. Antonelli je v svojem drugem poskusu čas izboljšal za 0,07 sekunde; prav tako Leclerc za 0,20 sekunde, vendar to ni bilo dovolj, da bi se izenačila s svojima britanskima moštvenima kolegoma. Norris se je povzpel na tretje mesto ter za las prehitel Hamiltona in Oscarja Piastrija. Verstappen in Hadjar sta se kvalificirala šele na osmo in deseto mesto, Gasly pa je bil prepričljivo sedmi.