Valtteri Bottas je osvojio osmi pole u svojoj karijeri u Azerbejdžanu u kaotičnim kvalifikacijama u kojima su prvo Kubica, a onda i Leclerc izazivali prekide izlijetanjima u osmom zavoju. Leclerc je tokom cijelog vikenda bio brži od dva Ferrarija, ali je u Q2 razbio svoj bolid. No, pošto je prethodno postavio vrijeme dovoljno za prolazak u Q3 i zbog Giovinazzijeve kazne će Monežanin startati deveti. Drugi iza Bottasa je bio njegov timski kolega Hamilton koji je držao pole positon nakon prvih brzih krugova, dok je treće mjesto pripalo Sebastianu Vettelu u Ferrariju.
Q1
Nakon što je označen početak prve runde kvalifikacija, George Russell je prvi izašao na stazu. Nedugo za njim su na stazu izašli Sainz, Vettel. Osim vozača Red Bulla su svi vozači bili na stazi, te su oni nešto duže bili u garažama.
Nakon prvih mjerenja je Vettel imao najbolje vrijeme s 0,082s prednosti ispred Bottasa, koji u svom slijedećem brzom krugu vozi 3 desetinke brže, ali Leclerc ostvaruje veliko poboljšanje i vozi 6 desetinki bolje vrijeme od Bottasovog. Giovinazzi i Albon su bili četvrti i peti, dok je Hamiltonov prvi brzi krug bio jako loš, te je Britanac bio tek 15. No, vozač Mercedesa se popravio na treće mjesto, dok je Vettel ostao četvrti i nije uspio popraviti svoje vrijeme.
Lance Stroll je okrznuo zid i oštetio je stražnji desni točak, kao i dio bočne ploče prednjeg krila i Racing Point je pregledavao njegov bolid. Pierre Gasly je zatim postavio najbolje vrijeme-Francuz je u prvom sektoru bio skoro pola sekunde brži od Leclerca, a u trećem sektoru mu je pomogla zavjetrina Racing Pointa, te je ukupno bio 0,091s brži od Leclerca.
Vozači Renaulta su se mučili. Ricciardo je često blokirao kočnice, a i kada bi postavili brzo vrijeme, bili bi na začelju sredine poretka. Uz njih je jako loš bio i Grosjean u Haasu. Verstappen se sa 12. mjesta popeo na četvrto mjesto, 4 desetinke iza timskog kolege Gaslya, koji će u utrku krenuti iz pitlanea.
Hulkenberg ne uspjeva popraviti i ostaje 16. Robert Kubica je svojim izlijetanjem u zid u uskom zavoju osam i prouzrokovao je crvene zastave, čime je nekoliko vozača ostalo bez prilike da poboljša svoja vremena. Ricciardo je za dlaku izbjegao eliminaciju u Q1, jer je prešao liniju cilja prije crvene zastave.
Eliminirani u Q1: Stroll, Grosjean, Hulkenberg, Russell i Kubica.
Vremena prve runde kvalifikacija:
Q2
Druga runda kvalifikacija je kasnila sa početkom nekih 20-ak minuta zbog Kubicinog udesa. Redari su sklanjali njegov bolid, čistili stazu od krhotina i popravljali su barijere u zavoju 8. Nakon što je Kubicin Williams sklonjen, a staza očišćenja, druga runda kvalifikacija je nastavljena sa 20 minuta zakašnjenja.
Nakon što je označen početak Q2, vozači nisu puno čekali sa izlaskom na stazu i požurili su postaviti brzi krug. Oba vozača Ferrarija su izašla na medium gumama, dok su ostali bili na softu. Gume na kojima vozači postave najbolje vrijeme u Q2 su gume na kojima vozači moraju startati utrku.
Nakon prvih mjerenja, Max Verstappen je sa 1:41.388 imao najbolje vrijeme u Q2 i smjestio se ispred oba Mercedesa. Perez se smjestio na četvrto mjesto sa manje od pola sekunde zaostatka, dok je Leclerc bio peti, sa 6 desetinki zaostatka. On je na medium gumama uradio puno bolji posao od Vettela, koji je imao tek 11. najbolje vrijeme. Ferrariji su se kockali i pokušali su proći u Q3 na tvrđim gumama, što bi im moglo donijeti stratešku prednost u utrci.
Vettel je bio na putu poboljšanja vremena, ali se Leclerc zabio u zid na istom mjestu kao Kubica, čime je prouzrokovao novu crvenu zastavu i novi prekid kvalifikacija. Leclerc je tokom cijelog vikenda pokazivao potencijal za pole position, ali je jednom greškom sve prosuo.
Nakon pauze od 20-ak minuta dok je Leclercov bolid sklonjen a staza očišćena, Q2 je nastavljen. Vettel je odustao od pokušaja prolaska u Q3 na mediumu i na stazu se vratio na soft gumama. Nijemac se popravio na peto mjesto, dok je poredak prve četvorice ostao nepromijenjen. Raikkonen i Giovinazzi su se u Alfi uspjeli probiti u Q3, ali Giovinazzi zbog kazne od 10 mjesta starta sa začelja. Između njih se ugurao Kvyat u Toro Rossu, dok je Norris svoj McLaren uspio provući u posljednju rundu kvalifikacija. Njegov timski kolega Sainz je propustio Q3 za 0,017s.
Eliminirani u Q2:Sainz, Ricciardo, Albon, Magnussen, Gasly.
Vremena druge runde kvalifikacija:

Q3
Verstappen je prvi izašao na stazu u Q3, a ubrzo iza njega su izašla dva Mercedesa i Sebastian Vettel. Verstappen je prvi postavio vrijeme-1:41.447, ali su kroz sektore i Bottas i Hamilton bili brži.
Bottas postavlja oko 3 desetinke bolje vrijeme, a Hamilton pola sekunde bolje vrijeme od Bottasovog. Sebastian Vettel se potom smješta na drugo mjesto iza Hamiltona, sa 4 desetinke zaostatka za Hamiltonom. Nijemac je imao najbolje vrijeme trećeg sektora.
Verstappen je ostao na stazi i nakon brzog, te sporog kruga u kojem je punio bateriju, krenuo je u novi brzi krug. Hamilton, Bottas i Vettel su otišli u boks po set novih, svježih guma. Verstappen popravlja svoje vrijeme i penje se na drugo mjesto, ispred Vettela, ali 3 i pol desetinke iza Hamiltona.
Perez je vozio sjajno vrijeme i bio je peti, 0,890s iza najbržeg Hamiltona. 2 i pol minute pred kraj Q3 su vozači krenuli sa svojim izlascima na stazu. 20 sekundi prije isteka vremena krenuo je finalni obračun za pole u Bakuu.
Vettel je popravio vrijeme, ali je bio samo 0,094s sporiji od Hamiltona. No, još veće poboljšanje ostvaruje Bottas i osvaja svoj osmi pole position, te drugi uzastopni nakon što je bio najbrži i u kvalifikacijama za VN Kine. Prvih pet su zatvorili Max Verstappen u Red Bullu i Perez u Racing Pointu.
