Lewis Hamilton foi o mais rápido na primeira sessão de treinos livres do Grande Prémio de Itália, depois de realizar uma volta em 1m21,537s. O britânico da Mercedes foi ligeiramente mais rápido do que o seu companheiro de equipa Valtteri Bottas, quatro décimas mais lento. Sebastian Vettel terminou com o terceiro registo, a mais de um segundo de Hamilton.
A chuva marcou presença, ainda que de uma forma intermitente neste primeiro contacto dos pilotos com a pista de Monza, apesar da temperatura amena que se fez sentir, com Sebastian Vettel a ficar longe dos dois Mercedes e a ser somente 0,037s mais rápido do que Kimi Räikkönen. Os dois pilotos da Red Bull não ficaram muito mais atrás, com ambos os monolugares a ostentarem uma serem de componentes novos, de modo a limitarem as deficiências das unidades de potência da Renault.
Atrás das três equipas de topo ficaram os dois pilotos da Force India, Sergio Perez e Esteban Ocon, com Stoffl Vandoorne logo a seguir, a ser de longe o melhor dos homens da McLaren, num contraste com Fernando Alonso, que prevendo uma penalização da grelha trabalhou já para a corrida de Sepang e não foi além do 15º registo. O espanhol utilizou a versão 3.7 do motor, garantindo desde já uma penalização de 35 lugares. O seu compatriota Carlos Sainz Jr não evitou um pião na Parabólica e terminou apenas com o 11º tempo, à frente de Kevin Magnussen, o melhor piloto da Haas, de Lance Stroll e do seu companheiro de equipa Daniil Kvyat. Romain Grosjean não foi além do 16º registo, tendo dedicado esta sessão aos testes com os travões da Carbon Industrie. Os dois pilotos da Renault foram dos mais lentos, só ficando com os homens da Sauber atrás de si. Marcus Ericsson protagonizou um pequeno percalço na Variante della Roggia.
Resultado do Treino livre 1
| 1º | L.ewis Hamilton | (Mercedes) | 1:21.537 | 28 | |
| 2º | Valtteri Bottas | (Mercedes) | 1:21.972 | 31 | |
| 3.º | Sebastian Vettel | (Ferrari) | 1:22.652 | 24 | |
| 4º | Kimi Räikkönen | (Ferrari) | 1:22.689 | 28 | |
| 5.º | Daniel Ricciardo | (Red Bull-Tag Heuer) | 1:22.742 | 28 | |
| 6º | Max Verstappen | (Red Bull-Tag Heuer) | 1:22.749 | 23 | |
| 7.º | S.ergio Pérez | (Force India-Mercedes) | 1:23.317 | 36 | |
| 8.º | EstebanOcon | (Force India-Mercedes) | 1:23.400 | 34 | |
| 9.º | Stoffel Vandoorne | (McLaren-Honda) | 1:23.465 | 24 | |
| 10.º | Felipe Massa | (Williams-Mercedes) | 1:23.561 | 37 | |
| 11º | Carlos Sainz Jr. | (Toro Rosso-Renault) | 1:23.680 | 22 | |
| 12.º | Kevin Magnussen | (Haas-Ferrari) | 1:23.973 | 22 | |
| 13. º | Lance Stroll | (Williams-Mercedes) | 1:23.991 | 30 | |
| 14. º | Daniil Kvyat | (Toro Rosso-Renault) | 1:24.012 | 27 | |
| 15. º | Fernando Alonso | (McLaren-Honda) | 1:24.015 | 17 | |
| 16.º | Romain Grosjean | (Haas-Ferrari) | 1:24.079 | 22 | |
| 17. º | Nico Hulkenberg | (Renault) | 1:24.542 | 17 | |
| 18.º | Jolyon Palmer | (Renault) | 1:25.166 | 21 | |
| 19. º | P.ascal Wehrlein | (Sauber-Ferrari) | 1:25.223 | 26 | |
| 20. º | Marcus Ericsson | (Sauber-Ferrari) | 1:25.687 | 17 |
