È di Nico Rosberg e della Mercedes, dotata dei nuovi scarichi ribassati e del sistema "F-Duct", il primato nel primo turno di prove libere del Gran Premio d Europa. Sul circuito cittadino di Valencia, il tedesco ha ottenuto il tempo di 1’41”175, più di un decimo migliore di quello di Lewis Hamilton e due decimi più veloce di Jenson Button. I motori V8 della Mercedes occupano quindi le prime tre posizioni.
Molto bene è andato Robert Kubica, quarto a mezzo secondo con la Renault. Il polacco ha preceduto la prima delle due Ferraru F10B, quella di Felipe Massa, che è stato un secondo più lento di Rosberg. Alonso si è invece classificato nono a un secondo e due decimi. Lo spagnolo ha preceduto Michael Schumacher, al debutto sul circuito cittadino di Valencia, e le Red Bull di Mark Webber e Sebastian Vettel.
Tonio Liuzzi ha chiuso col 14esimo tempo, mentre Jarno Trulli è 22esimo, staccato di 6 secondi. La sessione è stata fermata per alcuni minuti: la Hispania-Cosworth del brasiliano Bruno Senna aveva perso uno specchietto retrovisore, che è stato ridotto in frantumi da un'altra monoposto, ed è stato dunque necessario pulire l'asfalto.
La classifica della prima sessione di prove libere
1. Rosberg Mercedes in 1’41”175
2. Hamilton McLaren-Mercedes a 0”164
3. Button McLaren-Mercedes a 0”208
4. Kubica Renault a 0”540
5. Massa Ferrari a 1”007
6. Vettel Red Bull-Renault a 1”041
7. Webber Red Bull-Renault a 1”100
8. Schumacher Mercedes a 1”137
9. Alonso Ferrari a 1”246
10. Barrichello Williams-Cosworth a 1”288
11. Hulkenberg Williams-Cosworth a 1”532
12. Petrov Renault a 1”787
13. Buemi Toro Rosso-Ferrari a 2”135
14. Liuzzi Force India-Mercedes a 2”205
15. de la Rosa Sauber-Ferrari a 2”222
16. di Resta Force India-Mercedes a 2”262
17. Kobayashi Sauber-Ferrari a 2”554
18. Alguersuari Toro Rosso-Ferrari a 3”008
19. Kovalainen Lotus-Cosworth a 3”316
20. Glock Virgin-Cosworth a 4”478
21. Senna HRT-Cosworth a 5”948
22. Trulli Lotus-Cosworth a 6”110
23. Klien HRT-Cosworth a 6”168
24. di Grassi Virgin-Cosworth a 6”181
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