L'inglese ha fatto segnare il tempo di 1.21.164. Alle sue spalle le due Ferrari: secondo Kimi Raikkonen staccato di 0.664 centesimi, terzo Sebastian Vettel a 0.674.
Per Hamilton è la settima pole in Australia, record assoluto, la 73ª in carriera. L'inglese, campione del Mondo in carica, ha fatto segnare anche il record della pista soffiato a Vettel che lo aveva stabilito nella Q2. Quarto posto per l'olandese della Red Bull Max Verstappen, a 0.715.
L'idolo di casa Daniel Ricciardo, su Red Bull, chiude quinto a 0.988 ma scatterà ottavo per una penalità. Seguono il danese Kevin Magnussen su Haas a 2.023, il francese Romain Grosjean sempre su Haas a 2.175. Quindi le due Renault di Nico Huelkenberg, ottavo a 2.368, Carlos Sainz, nono a 2.413. Chiude la top ten Valtteri Bottas, su Mercedes, che non ha preso parte alla sessione per un incidente in avvio.