Hamilton hizo bien su trabajo para lograr un tiempo de 1:39.941 en el Circuito de las Américas, situándole 0,292 segundos por delante de Rosberg, el único que puede arrebatarle el título.
Jenson Button encabezó las primeras etapas de la sesión con el McLaren, pero cayó a la tercera posición cuando la pareja de Mercedes se empezó a encontrar cómoda.
Entre Button, en tercera posición, y Daniil Kvyat había medio segundo, mientras que el quinto puesto de Kevin Magnussen aseguró que la pareja de pilotos de McLaren se situara en el top cinco.
Fernando Alonso con su Ferrari superó muchas situaciones para terminar con el sexto mejor crono, cuatro décimas de segundo por delante de Sebastian Vettel con su Red Bull.
Felipe Nasr impresionó en su cuarta aparición de la temporada en unos libres con el Williams, terminando tres puestos y 0,362 segundos por encima de Felipe Massa.
Nico Hülkenberg fue el único piloto sin marcar tiempo en los primeros 30 minutos con el juego extra de neumáticos Medios de Pirelli, pero al final terminó noveno.
El otro piloto que participó de manera extraordinaria fue Max Verstappen, quien completó el top ten mientras continuan sus preparativos para su campaña de debut con Toro Rosso en 2015.
Kimi Räikkönen, cuyo coche estaba cubierto con parafina y llevaba sensores al principio de la sesion, terminó en la doceava posición, y con el coche calado en el pit lane con un supuesto problema técnico.
Daniel Ricciardo con su Red Bull se tuvo que conformar con solo cinco vueltas por problemas en el ERS, pero superó al Lotus de Romain Grosjean, quien probó un alerón delantero experimental.