Il britannico ha fatto segnare il tempo di un minuto e 31,666 secondi in una giornata fresca e soleggiata sul circuito di Suzuka. Kimi Antonelli, reduce dal suo primo trionfo nel Gran Premio all'ultima gara in Cina, è stato più lento di 0,026 secondi.
Il campione in carica Lando Norris ha guidato la McLaren al terzo posto, davanti al compagno di squadra australiano Oscar Piastri.
I due sono stati staccati di 0,132 secondi e 0,199 secondi da George Russell, in un inizio di weekend incoraggiante per i campioni in carica dei costruttori. Charles Leclerc della Ferrari ha concluso la sessione al quinto posto davanti al compagno di squadra Lewis Hamilton.
Russell e Antonelli hanno entrambi vinto una gara domenicale a testa, ma il britannico precede il diciannovenne di quattro punti nella classifica generale, avendo vinto l'apertura della stagione in Australia e anche la volata del sabato in Cina.
I due, che finora hanno conquistato la prima fila in tutte le qualifiche, hanno concluso entrambe le gare domenicali con una doppietta e potrebbero regalare alla Mercedes la prima tripletta di doppiette di inizio stagione dal 2019.
Il quattro volte campione del mondo Max Verstappen, vincitore a Suzuka negli ultimi quattro anni, si è piazzato settimo per la Red Bull, a 0,791 secondi di distanza.
Liam Lawson della Racing Bulls è stato ottavo davanti al pilota della Haas Esteban Ocon. L'esordiente Arvid Lindblad, con l'altra Racing Bulls, ha completato la top 10.
La sessione è trascorsa senza incidenti di rilievo, anche se il pilota della Williams Alex Albon è finito nella ghiaia alle curve Degner ad alta velocità e successivamente si è scontrato con la Cadillac del messicano Sergio Perez.
Norris, che, come il suo compagno di squadra Piastri, non è partito in Cina a causa di problemi elettrici, ha trascorso gran parte della prima metà della sessione nel garage prima di ottenere il suo tempo principale.
L'Aston Martin ha fatto segnare il miglior tempo in questa gara di casa per il partner Honda, con Lance Stroll davanti a Jack Crawford, che ha sostituito Fernando Alonso.