Den britiske utførte ei fantastisk omgang med 0,360 sekund raskare enn lagkamerat Nico Rosberg - og det såg ut til at han kunne gå raskare. Men banen var tom i dei siste fem minuttarne og høgare representantar sa at formatet skulle tenkjast om. Red Bull-teamboss Christian Horner sa at F1 burde "aksy til fansen". "Det fungerte ikkje for meg", la Horner til. "Vi har ikkje verkeleg sett på eit show. "Å ha Sebastian Vettel og Kimi Raikkonen i raske biler som ikkje deltar med fem minuttar til å gå er feil". Rosberg var bak begge Ferrari etter dei første rulle i den siste sesjonen, men han greip andre på den siste rulle før Vettel og Raikkonen, som skal starta tredje og fjerde i henholdsvis. Rosberg sa rett etter at sesjonen hadde gått: "Det er godt å prøve noko, men det har ikkje funne - så vi burde gå tilbake". Ferrari-Vettel, som kvalifiserte seg som tredje, men som kunne bytte av seg overalls i tide for pressekonferansen etter kvalifiseringa fordi han ikkje løpte i den andre delen av den siste sesjonen, sa: "Eg ser ikkje kvifor alle er overraska over at det ikkje fungerte. "Det er litt bussigare i byrjinga av sesjonen, men det er utan grunn. "Det er feil måte å gå på, og det sa vi". Det nye formatet fungerte på eit nivå, likevel. Det gjorde den første og andre delen av sesjonen meir full av spenning - og eit topplag vart sett ut då Daniil Kvyat frå Red Bull enda på 18. plass på ruten. Marginet mellom bilane var slik at Ferrari bestemte seg for å ikkje ta seg i å gjere ei andre runde i den siste sesjonen av kvalifiseringa fordi dei aksepterte at dei ikkje kunne slå Mercedes og heller sparte eit sett med dekk for løpet. På det ytre, tyder det på at Mercedes er så langt framfor Ferrari som dei var i fjor. Men Hamilton var faktisk endå lenger framfor Vettel i kvalifiseringa i Australia i fjor og tyskaren vann det neste løpet i Malaysia. Det inspirerer og motiverar meg. "Eg likte å kjøre bilen i kvalifiseringa, og hadde den rette oppsetningen. Det var dei sexy rulle, vakre rytme, det føltes så godt. Eg følte meg som James Brown på slutten av runden". Vettel la til: "Vi venta at dei skulle vera sterkare i kvalifiseringa, og det var dei. Veldig fornøyde med runden til slutt, så vi sparte eit sett til løpet. Vi har fortsatt store forhåpningar til morgondagen, og det er eit langt år". Max Verstappen og Carlos Sainz frå Toro Rosso var femte og sjuande, delt av Williams-føraren Felipe Massa. Daniel Ricciardo frå Red Bull og Force Indias av Sergio Perez og Nico Hulkenberg fullførte topp 10. Fernando Alonso og Jenson Button frå McLaren kom på 12. og 13. plass, ein stor forbedring frå det dystre 2015, og briten Jolyon Palmer kom på 14. plass for Renault på sitt debut på Grand Prix, framfor lagkamerat og tidlegare McLaren-førar Kevin Magnussen.
Lewis Hamilton tok pole posisjon for den australske Grand Prix-utgangstestaunen då det nye kvalifiseringsformatet vart kritisert.