El piloto de Mercedes había encabezado las tres sesiones de libres antes de la clasificación, pero fue superado en la lucha por la pole position por su compañero de equipo Nico Rosberg por casi cuatro décimas de segundo.
Hamilton admitió que había tenido problemas con sus frenos desde el inicio de la Q1, y que el disco de delante izquierdo estaba mucho más frío y que le provocaba bloqueos de la rueda.
"He tenido muchos problemas con los frenos," explicó Hamilton.
"El freno izquierdo siempre tenía 100 grados menos que el derecho y se mantuvo a pesar de que frenaba antes e intentaba gestionarlo."
Hamilton reconoció, sin embargo, que probablemente no hubiera podido superar a Rosberg de no haber tenido esos problemas.
"Incluso si no hubiera sido así, pienso que Nico hoy era demasiado rápido," añadió.
Hamilton dispone de una ventaja de 17 puntos sobre Rosberg antes de la carrera de domingo en el Circuito de las Américas.