Mercedes såg länge ut att ta hand om första startled i Sotji. Lewis Hamilton och Valtteri Bottas hade en dubbelledning då bara några minuter återstod av den sista kvalsessionen.
Men banan hade då torkat upp så pass mycket att det gick att köra med mjuka däck och det blev Mercedes fall.
Lando Norris tog vara på läget, dunkade in den snabbaste tiden och tog sin första pole position i karriären.
– Det känns otroligt. Kvalet gick bra och på slutet fattade vi beslutet att satsa på slicks. Man tror aldrig att man ska vinna ett kval innan man verkligen gör det. Jag riskerade en hel del och det gav utdelning.
– Förhoppningsvis är det här den första av många pole positions för mig. Vi har nu den bästa möjliga positionen även om jag inte riktigt ser fram emot att vara först in i första kurvan, säger Norris.
Russell satte bollen i rullning
Norris besegrade Carlos Sainz med en halv sekund. Trea i kvalet blev George Russell som var den första föraren som valde att byta från intermediatedäck till mjuka.
– Det här är galet, andra gången bland de tre bästa. Vi valde att byta däck vid precis rätt tillfälle. Det var utmanade på banan med en torr linje, säger Russell.
För Lewis Hamilton blev det en fjärde plats och en tung avslutning på kvalet. När han skulle in i depån för att byta däck körde han in i muren och slog sönder framvingen.
Hamilton hade sedan stora problem att få upp temperaturen i däcken och snurrade även under sitt sista försök. Valtteri Bottas fick heller inte till något bra sista försök och slutade på sjunde plats.
–Bilen kändes bra då banan var blöt i Q1 och Q2. I Q3 var vi kanske lite sena in i depån, och jag var tvungen att vänta lite för att byta däck. Sjundeplatsen är ändå bättre än längsta bak som i förra tävlingen, säger Bottas till CMore.
Red Bull valde på fredagen att byta motor i VM-ledaren Max Verstappens bil. Det gör att Verstappen startar sist i racet. Holländaren var ute på banan i Q1 men noterades inte för någon tid.
För Kimi Räikkönen blev det en 16:e plats i kvalet. Han missade Q2 med nästan åtta tiondelar.