Russel dominou a classificação e terminou 98 milésimos à frente do espanhol Carlos Sainz (Ferrari), que vai largar da segunda colocação.
O holandês Max Verstappen (Red Bull) será o quinto no grid, uma posição à frente do britânico Lando Norris (McLaren), o rival que precisa superar na corrida para ser campeão do Mundial.
A terceira posição ficou com o francês Pierre Gasly (Alpine), grande surpresa da classificação disputada na fria noite da cidade dos cassinos. O quarto foi o monegasco Charles Leclerc (Ferrari).
A sessão foi interrompida no final do Q2 devido a um acidente com o argentino Franco Colapinto (Williams).
O jovem piloto, que tentava ficar entre os 10 melhores para avançar para o Q3, bateu no muro de proteção e causou vários danos em seu carro.
"Estamos muito arrasados, mas gratos por Franco estar bem. Foi devastador para a equipe após uma classificação difícil", escreveu a Williams em um comunicado publicado na rede social X.
"Nossa equipe terá uma longa noite, mas faremos o nosso melhor para voltar mais fortes amanhã", acrescenta a nota.
Caso a Williams consiga reparar o carro a tempo, Colapinto largará da 14ª posição.
O mexicano Sergio Pérez decepcionou mais uma vez e vai largar em 16º, o que complica a Red Bull na disputa pelo campeonato de construtores.
A McLaren, que além de Norris em sexto terá o australiano Oscar Piastri largando da oitava posição, lidera com 593 pontos, seguida pela Ferrari (2ª, 557 pontos) e pela Red Bull (3ª, 544 pontos).
A largada do GP de Las Vegas de F1 está programada para as 3h (horário de Brasília) de domingo (24). A corrida pode definir o quarto título mundial para Verstappen, que será campeão caso termine na frente de Norris ou com uma desvantagem de até dois pontos.