Nelle qualifiche di Valencia, dopo che le prime due fasi avevano entusiasmato con distacchi ridottissimi, alla fine sono le Red Bull a ristabilire - letteralmente - le distanze: Vettel si aggiudica la pole del GP d'Europa con 1'37"587 e Webber è secondo a 75 millesimi. L'unico altro pilota a scendere sotto 1'38" è Hamilton, 3° con 1'37"969 dopo aver fatto un errore nell'ultimo giro valido. Subito dietro le due Ferrari: Alonso è 4° davanti a Massa e Kubica. Buona la prestazione di Hulkenberg, ottavo dietro a Button, e di Barrichello, nono davanti a Petrov. Stranamente escluse dalla top ten le Mercedes e le Force India.
Nella prima fase delle qualifiche, inizialmente svetta Alonso, poi al primo giro effettuato Vettel lo passa, ma lo stesso fa poi anche Kubica, che migliora ulteriormente al secondo giro. Dopo un po' i primi si fermano e non rischiano ulteriormente: rimangono in pista solo Button e Barrichello, che così si piazzano momentaneamente 3° e 4°. La lotta è per rientrare fra i primi 17: con le squadre novizie (Lotus, Virgin e HRT) condannate da distacchi piuttosto alti, è Schumacher a rischiare trovandosi 18°, ma nel suo ultimo giro valido si migliora (12°) e così viene escluso Kobayashi.
Molto "tirata" anche la Q2, tanto che alla fine i primi 4 sono compresi nello spazio di 5 centesimi, appena oltre il "muro" degli 1'38": sono Vettel, Webber, Massa e Kubica. Abbastanza sosprendentemente, in questa fase escono entrambe le Mercedes e le Force India, che occupano dal 12° al 15° posto. Ultimo dei qualificati per la top ten è Petrov, primo degli esclusi Buemi.
GP Europa - prove di qualifica
Pos Pilota Team Q1 Q2 Q3
1 5 Sebastian Vettel RBR-Renault 1'38"324 1'38"015 1'37"587
2 6 Mark Webber RBR-Renault 1'38"549 1'38"041 1'37"662
3 2 Lewis Hamilton McLaren-Mercedes 1'38"697 1'38"158 1'37"969
4 8 Fernando Alonso Ferrari 1'38"472 1'38"179 1'38"075
5 7 Felipe Massa Ferrari 1'38"657 1'38"046 1'38"127
6 11 Robert Kubica Renault 1'38"132 1'38"062 1'38"137
7 1 Jenson Button McLaren-Mercedes 1'38"360 1'38"399 1'38"210
8 10 Nico Hulkenberg Williams-Cosworth 1'38"843 1'38"523 1'38"428
9 9 Rubens Barrichello Williams-Cosworth 1'38"449 1'38"326 1'38"428
10 12 Vitaly Petrov Renault 1'39"004 1'38"552 1'38"523
11 16 Sebastien Buemi STR-Ferrari 1'39"096 1'38"586
12 4 Nico Rosberg Mercedes GP 1'38"752 1'38"627
13 14 Adrian Sutil Force India-Mercedes 1'39"021 1'38"851
14 15 Vitantonio Liuzzi Force India-Mercedes 1'38"969 1'38"884
15 3 Michael Schumacher Mercedes GP 1'38"994 1'39"234
16 22 Pedro de la Rosa BMW Sauber-Ferrari 1'39"003 1'39"264
17 17 Jaime Alguersuari STR-Ferrari 1'39"128 1'39"458
18 23 Kamui Kobayashi BMW Sauber-Ferrari 1'39"343
19 18 Jarno Trulli Lotus-Cosworth 1'40"658
20 19 Heikki Kovalainen Lotus-Cosworth 1'40"882
21 25 Lucas di Grassi Virgin-Cosworth 1'42"086
22 24 Timo Glock Virgin-Cosworth 1'42"140
23 20 Karun Chandhok HRT-Cosworth 1'42"600
24 21 Bruno Senna HRT-Cosworth 1'42"851