Vettel consiguió el tercer mejor tiempo de la sesión clasificatoria, por detrás del Mercedes de Valtteri Bottas, pero se benefició de la sanción de cinco puestos infringida al finlandés.
Para Hamilton fue su primera pole en Suzuka y la décima esta temporada. El tres veces campeón del mundo rebasó en más de un segundo y medio el récord del circuito nipón, que estaba en posesión de Michael Schumacher desde 2006.
Orden de la parrilla de salida para la carrera del Gran Premio de Japón de Fórmula Uno:
1. Lewis Hamilton (GBR/Mercedes) 1:27.319
2. Sebastian Vettel (ALE/Ferrari) 1:27.791
3. Daniel Ricciardo (AUS/Red Bull) 1:28.306
4. Max Verstappen (HOL/Red Bull) 1:28.332
5. Esteban Ocon (FRA/Force India) 1:29.111
6. Valtteri Bottas (FIN/Mercedes) 1:27.651
7. Sergio Pérez (MEX/Force India) 1:29.260
8. Felipe Massa (BRA/Williams) 1:29.480
9. Stoffel Vandoorne (BEL/McLaren Honda) 1:29.778
10. Kimi Raikkonen (FIN/Ferrari) 1:28.498
11. Nico Hulkenberg (ALE/Renault) 1:29.879
12. Kevin Magnussen (DIN/Haas) 1:29.972
13. Romain Grosjean (FRA/Haas) 1:30.849
14. Pierre Gasly (FRA/Toro Rosso) 1:31.317
15. Lance Stroll (CAN/Williams) 1:31.409
16. Marcus Ericsson (SUE/Sauber) 1:31.597
17. Pascal Wehrlein (ALE/Sauber) 1:31.885
18. Jolyon Palmer (GBR/Renault) 1:30.022
19. Carlos Sainz (ESP/Toro Rosso) 1:30.413
20.Fernando Alonso (ESP/McLaren Honda) 1:30.687