Men det blir stallkompisen i Mercedes, finländaren Valtteri Bottas, som får starta i pole position i söndagens lopp.
Den brittiske F1-ledaren straffas med tio placeringar eftersom stallet bytte motor för sent inpå kvalet.
– Det var lite trixigt idag, det fanns några blöta fläckar på banan. Det är inte lätt att köra om här så jag tror att det blir svårt i morgon, säger Hamilton.
Den främste utmanaren om titeln, nederländaren Max Verstappen som är två poäng bakom, startar bredvid Bottas i främre startledet.
Hamilton satte banrekord på Istanbul Park i alla tre tränings- och kvalsessioner under lördagen med 1.22,868, och var till slut 0,13 sekunder före Bottas.