Zgodnie z przewidywaniami walka o czołowe pozycje startowe do Grand Prix Włoch rozegrała się w tym roku ponownie pomiędzy kierowcami z zespołów Williams i Ferrari. Po pierwszej serii okrążeń pomiarowych najszybszy był Juan Pablo Montoya, jednak podczas drugiej serii na pierwszą pozycję wskoczył najpierw Michael Schumacher, a następnie w posiadaniu pole position znalazł się drugi kierowca z zespołu Williams – Ralf Schumacher. Decydująca okazała się być trzecia seria okrążeń pomiarowych, która dla starszego z braci Schumacherów była jednocześnie ostatnią, ponieważ opony Bridgestone w przeciwieństwie do opon Michelin dłużej dochodziły do optymalnej temperatury i z tego względu wielu kierowców korzystających z japońskich opon decydowało się najczęściej na pokonanie przynajmniej dwóch okrążeń pomiarowych podczas każdej wizyty na torze. W przypadku pięciokrotnego mistrza świata były to nawet trzy kółka przejechane podczas ostatniej próby, z których ostatnie okazało się najszybsze, dając Niemcowi drugą pozycję startową. Tymczasem Montoya z łatwością pokonał zespołowego partnera na trzecim okrążeniu pomiarowym i chociaż obaj kierowcy z zespołu Williams mieli do dyspozycji jeszcze jedną próbę, to jednak żaden z nich nie zdołał już uzyskać lepszego rezultatu. W ten sposób Kolumbijczyk po raz siódmy w tym sezonie wywalczył pierwszą pozycję startową, bijąc przy okazji rekord najszybszego przejazdu jednego okrążenia w historii wyścigów Formuły Jeden ustanowiony w 1985 roku przez ówczesnego kierowcę zespołu Williams – Keke Rosberga. Fin pokonał wówczas jedno okrążenie na torze Silverstone ze średnią prędkością 258.983 km/h, natomiast nowy rekord ustanowiony dzisiaj przez Montoyę wynosi 259.827 km/h. Tymczasem Ralf Schumacher ostatecznie musiał zadowolić się trzecią pozycją startową, gdyż nie udało mu się również pokonać swojego starszego brata, chociaż zabrakło mu do tego zaledwie 0.021 sekundy. Z tej samej linii obok młodszego z braci Schumacherów wystartuje drugi kierowca Ferrari – Rubens Barrichello, który od Montoi był już wolniejszy o blisko pół sekundy.

Kierowca, który pierwotnie zakwalifikował się na piątej pozycji – Kimi Raikkonen dwie minuty przed końcem sesji kwalifikacyjnej spowodował dosyć nieprzyjemnie wyglądającą kraksę z Takumą Sato, z której obaj kierowcy na szczęście wyszli bez szwanku. Incydent ten spowodowany był przede wszystkim błędną oceną sytuacji przez zespół McLaren, który poinformował swojego kierowcę o tym, iż jadący tuż za nim Japończyk nie znajduje się już na okrążeniu pomiarowym i dlatego Raikkonen, który dopiero co wyjechał z boksów, nie zwracał zbyt dokładnej uwagi na to, co dzieje się za jego plecami. Tymczasem kierowca z zespołu Jordan był na kolejnym z rzędu okrążeniu pomiarowym i kiedy zbliżył się do wolno jadącego Fina tuż przed drugą szykaną, spróbował wyminąć go prawą stroną. Raikkonen nieświadomy obecności Sato także zjechał na prawą stronę i w tym momencie doszło do kolizji, w wyniku której bolid Japończyka został poważnie uszkodzony. Ze względu na spowodowanie kolizji sędziowie postanowili unieważnić najlepsze okrążenie pomiarowe Fina i dlatego jutrzejszy wyścig rozpocznie on z szóstej pozycji. Dla drugiego kierowcy z zespołu McLaren – Davida Coultharda sesja ta miała nieco bardziej spokojny przebieg, jednak Szkot kolejny raz w tym sezonie był znacznie wolniejszy od mniej doświadczonego partnera zespołowego (pierwotnie obydwu kierowców dzieliło ponad pół sekundy) i uzyskał dopiero siódmy czas dnia.

Dzięki kraksie spowodowanej przez Raikkonena Eddie Irvine został promowany na piątą pozycję. Jest to jak dotąd najlepsza pozycja startowa kierowcy z zespołu Jaguar w tym sezonie, która powinna zapewnić drugi z rzędu zarobek punktowy dla tej stajni. Partner Irvine'a – Pedro de la Rosa także spisał się bardzo dobrze podczas dzisiejszej sesji kwalifikacyjnej (ósma pozycja) i dzięki temu pierwszy raz w tym sezonie obaj kierowcy z zespołu Jaguar wystartują do wyścigu z pierwszej dziesiątki. Jacques Villeneuve również sesję kwalifikacyjną na torze Monza może zaliczyć do udanych, gdyż trzeci raz w tym sezonie wywalczył dziewiątą pozycję startową, a poza tym był najszybszym kierowcą na oponach Bridgestone po reprezentantach zespołu Ferrari. Niestety drugi kierowca z zespołu British American Racing – Olivier Panis miał do dyspozycji starszą wersję silnika Hondy i z tego względu zakwalifikował się dopiero na 16 pozycji.

Kierowcy reprezentujący barwy zespołu Toyota – Mika Salo i Allan McNish Grand Prix Włoch rozpoczną z 10 i 13 pozycji. Obaj kierowcy byli zadowoleni z uzyskanego rezultatu, chociaż prawdę mówiąc liczyli na nieco wyższe pozycje startowe. Tym niemniej w jutrzejszym wyścigu kierowcy ci będą mieli do dyspozycji nową wersję silnika Toyota RVX-02, który dzięki nieco większej mocy powinien zapewnić uzyskanie przyzwoitego rezultatu w jutrzejszym wyścigu. Tymczasem kierowcy z zespołu Renault po dwóch całkiem udanych sesjach kwalifikacyjnych tym razem wywalczyli pozycje startowe poza pierwszą dziesiątką. Szczególnie niezadowolony z uzyskania najgorszej pozycji startowej w tym sezonie (17) był Jenson Button, natomiast Jarno Trulli przyznał, iż sesja ta w sumie była dla niego udana, gdyż udało mu się w pełni wykorzystać możliwości bolidu R202 na tym torze, jednak wystarczyło to zaledwie na 11 pozycję startową.

Na 12 i 18 pozycji zakwalifikowali się kierowcy z zespołu Jordan – Giancarlo Fisichella i Takuma Sato. W przypadku Włocha jest to rezultat na miarę obecnej formy bolidów Jordan, natomiast Sato z początku miał problemy z ukończeniem bezbłędnego okrążenia pomiarowego i w końcu zdecydował się na próbę zaliczenia kilku okrążeń pomiarowych z rzędu, jednak ze względu na niezbyt uważnego Raikkonena nie zdołał ich wszystkich wykorzystać i tym samym stracił szansę na uzyskanie wyższej pozycji startowej. Kierowcy z zespołu Sauber – Felipe Massa i Nick Heidfeld po wyjątkowo słabym występie podczas sesji kwalifikacyjnej do Grand Prix Belgii tym razem uzyskali nieco lepszy rezultat (14 i 15 pozycja), jednakże zespół ten jest nadal daleki od formy, jaką prezentował chociażby na torze Hungaroring. Tymczasem kierowcy z zespołu Minardi – Mark Webber i powracający po dwu-wyścigowej przerwie Alex Yoong pomimo zakwalifikowania się na ostatnich pozycjach byli w miarę zadowoleni z przebiegu tej sesji kwalifikacyjnej. Gdyby nie kraksa pomiędzy Raikkonenem i Sato, po której sesji została na kilka minut wstrzymana, to być może udałoby się im uzyskać jeszcze lepsze czasy, ale najprawdopodobniej i tak nie miałoby to wpływu na ich pozycje startowe.