Piastri berhasil mencetak pole position keempatnya di musim 2025 dan dalam karirnya di F1 setelah mengalahkan Norris dengan selisih waktu 0,2 detik pada putaran terakhir Q3. Kedua pembalap bersaing ketat, dengan Piastri unggul sedikit dalam putaran pertama dengan waktu 1 menit 11,836 detik, hanya 0,017 detik lebih lambat dari Norris. Namun, Piastri menunjukkan peningkatan di putaran terakhir dengan mencatatkan waktu luar biasa 1 menit 11,546 detik, terutama di sektor kedua yang membuatnya meraih posisi terdepan.
Dalam sesi kualifikasi kedua (Q2), Williams menemui kesulitan dan Albon gagal lolos ke Q3 setelah berada di posisi 11, di belakang Gasly hanya selisih 0,030 detik. Namun, Gabriel Bortoleto berhasil menembus ke posisi ke-12 di Sauber, mengalahkan beberapa pembalap lain seperti Liam Lawson dan Lance Stroll. Sementara itu, di Q1, Piastri kembali memimpin perolehan waktu dari Verstappen dan Norris, sementara para pemula seperti Bortoleto dan Bearman menonjol dengan penampilan yang memuaskan.
Namun, Q1 juga menandai kekecewaan bagi Tsunoda yang harus start dari urutan terakhir setelah masalah di setiap sektor. Meskipun beberapa pembalap berjuang di sesi kualifikasi, Piastri muncul sebagai bintang dengan pole position yang mengesankan. Dengan hasil kualifikasi F1 GP Spanyol yang menegangkan ini, para pembalap siap bertarung pada balapan mendatang.