Száraz pályán, de felhős égbolt alatt kezdődött meg a Mexikói Nagydíj időmérő edzése, amelyen azonban csupán 19 autót láthattunk körözni, Jenson Button motorgondjait ugyanis nem tudta időben megoldani a McLaren, így az amúgy is a mezőny végére sorolt brit kénytelen volt kihagyni a kvalifikációt. Kimi Raikkönen edzése is veszélyben forgott, ám végül a finn autóját sikerült megjavítaniuk, amit a ferraris meg is köszönt a szerelőinek – igaz, nem úszta meg váltócsere nélkül a délelőtti meghibásodást, amely automatikus öthelyes büntetést jelent a 2007-es világbajnoknak.
A Q1 végén tovább folytatódott a McLaren borzalmas szereplése, Fernando Alonso ugyanis 16. helyével kiesett. Mellette Felipe Nasr, valamint a két Manor volt kénytelen búcsúzni a további küzdelmektől. Az első felvonást Nico Rosberg nyerte Sebastian Vettel és Lewis Hamilton előtt, az igazsághoz azonban hozzátartozott, hogy a brit a közepes keveréken érte el a legjobb idejét.
A második etapot már a háromszoros világbajnok nyerte, német kollégája elé pedig még Vettel is befért. A Ferrarinál azonban nem lehetett teljes az öröm, Raikkönen ugyanis megforgott, majd az utolsó percekre már ki sem jött a pályára, így ő lett az egyik kieső. Mellette Carlos Sainz, Romain Grosjean, Pastor Maldonado és Marcus Ericsson nem fért még be a top10-be.
Miután a pilóták féltek az esetleges esőtől, azonnal kirajzottak a pályára a Q3 elején. A döntés nem is maradt az utolsó pillanatra, a végső gyorskörök során ugyanis gyakorlatilag senki nem tudott javítani, így Rosberg a második csörte során szerzett előnyével megszerezte idei ötödik, sorozatban negyedik pole-pozícióját. A németet Hamilton és Vettel követi a sorban, majd következtek a Red Bullok és a Williamsek, a legjobb tíz sorrendjét pedig Verstappen, Perez és Hülkenberg tette teljessé – a hazaiak kedvence tehát házon belül megverte csapattársát.
Az időmérő edzés végeredménye: