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 (LotusVirgin 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