Hamilton se trasladó a la parte superior de la tabla de tiempos a poco más de 20 minutos para el final, bajando nuevamente el punto de referencia a 1:26.187, seis décimas por delante de su rival más cercano Button.
Rosberg, el centro de atención después de haber pedido disculpa por el toque con Hamilton en la anterior carrera de Spa-Francorchamps, acabó casi dos décimas más atrás en el tercer puesto.
Fernando Alonso fue el último de los pilotos que acabó a menos de un segundo de Hamilton, probando un alerón trasero ultra plano en su Ferrari, mientras su compañero Kimi Räikkönen, acabó tres décimas por detrás en el séptimo puesto, evaluando la opción más gruesa.
El novato de McLaren Kevin Magnussen - quien sufrió problemas con los frenos traseros al principio de la sesión - terminó quinto, con Sebastian Vettel sexto en el primer Red Bull.
Sergio Pérez colocó a su Force India octavo después de que el piloto reserva Daniel Juncadella rodara con su coche durante los primeros 30 minutos, este último forzando un cambio de fondo plano, que pareció tener un efecto negativo en el balance del coche.
Las 10 primeras posiciones se completaron con el Toro Rosso de Daniil Kvyat y el compañero de equipo de Pérez, Nico Hülkenberg.
En el segundo de los Red Bull, Daniel Ricciardo soportó una sesión problemática para acabar en la P16; después de experimentar problemas con su dispositivo DRS, se vio obligado a llevar su coche a boxes con un problema aparente del ERS.
Después de haber planeado cambiar su motor al final de la jornada inaugural, los mecánicos lo harán ahora antes de los Libres 2.
Los Williams de Valtteri Bottas y Felipe Massa tuvieron un comienzo tranquilo del fin de semana y acabaron en la P12 y P13 respectivamente.
De los cuatro pilotos suplentes en pista, Giedo van der Garde terminó como el mejor en la P15, tres décimas por vuelta más rápido que el piloto habitual de Sauber Esteban Gutiérrez.
El anteriormente mencionado Juncadella terminó en la P17, Pic se clasificó en la P21 - por detrás de su compañero de Lotus Pastor Maldonado y de los dos Marussia - y el debutante español Roberto Merhi consiguió superar a su compañero de Caterham Marcus Ericsson.