Como ya viene siendo habitual Red Bull ha sido el claro dominante en la sesión de calificación en este gp de España. Red Bull ha estado liderando el campeonato en las sesiones de calificación al igual que el año pasado con Brawn GP dominando todas las carreras al inicio del mundial. Mark Weeber ha sido el piloto más rápido marcando un tiempo de 1′19.995 seguido de su compañero de equipo Sebastian Vettel. El triplete lo completa Lewis Hamilton que ha luchado ha muerte por el tercer puesto que viendo como están las cosas es el primero de todos los que no están la máximo nivel, el que tienen los Red Bull.
Parrilla de salida para el F1 GP España 2010
| Pos. | # | Piloto | Equipo | Q1 | Q2 | Q3 |
| 1 | 6 | Mark Webber | Red Bull-Renault | 1′21.412 | 1′20.655 | 1′19.995 |
| 2 | 5 | Sebastian Vettel | Red Bull-Renault | 1′21.680 | 1′20.772 | 1′20.101 |
| 3 | 2 | Lewis Hamilton | McLaren-Mercedes | 1′21.723 | 1′21.415 | 1′20.829 |
| 4 | 8 | Fernando Alonso | Ferrari | 1′21.957 | 1′21.549 | 1′20.937 |
| 5 | 1 | Jenson Button | McLaren-Mercedes | 1′21.915 | 1′21.168 | 1′20.991 |
| 6 | 3 | Michael Schumacher | Mercedes | 1′22.528 | 1′21.557 | 1′21.294 |
| 7 | 11 | Robert Kubica | Renault | 1′22.488 | 1′21.599 | 1′21.353 |
| 8 | 4 | Nico Rosberg | Mercedes | 1′22.419 | 1′21.867 | 1′21.408 |
| 9 | 7 | Felipe Massa | Ferrari | 1′22.564 | 1′21.841 | 1′21.585 |
| 10 | 23 | Kamui Kobayashi | Sauber-Ferrari | 1′22.577 | 1′21.725 | 1′21.984 |
| 11 | 14 | Adrian Sutil | Force India-Mercedes | 1′22.628 | 1′21.985 | |
| 12 | 22 | Pedro de la Rosa | Sauber-Ferrari | 1′22.211 | 1′22.026 | |
| 13 | 10 | Nico Hülkenberg | Williams-Cosworth | 1′22.857 | 1′22.131 | |
| 14 | 12 | Vitaly Petrov | Renault | 1′22.976 | 1′22.139 | |
| 15 | 16 | Sebastien Buemi | Toro Rosso-Ferrari | 1′22.699 | 1′22.191 | |
| 16 | 17 | Jaime Alguersuari | Toro Rosso-Ferrari | 1′22.593 | 1′22.207 | |
| 17 | 15 | Vitantonio Liuzzi | Force India-Mercedes | 1′23.084 | 1′22.854 | |
| 18 | 9 | Rubens Barrichello | Williams-Cosworth | 1′23.125 | ||
| 19 | 18 | Jarno Trulli | Lotus-Cosworth | 1′24.674 | ||
| 20 | 19 | Heikki Kovalainen | Lotus-Cosworth | 1′24.748 | ||
| 21 | 24 | Timo Glock | Virgin-Cosworth | 1′25.475 | ||
| 22 | 25 | Lucas di Grassi | Virgin-Cosworth | 1′25.556 | ||
| 23 | 20 | Karun Chandhok | HRT-Cosworth | 1′26.750 | ||
| 24 | 21 | Bruno Senna | HRT-Cosworth | 1′27.122 |
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