Carlos Sainz, da Williams, foi quinto, enquanto Isack Hadjar, da Racing Bulls, foi sétimo na última volta da sessão. George Russell, da Mercedes, terminou em nono, à frente do companheiro de equipe Kimi Antonelli e de Lewis Hamilton, da Ferrari.
Norris conseguiu o breakaway duas vezes consecutivas na Curva 14, no final da famosa Strip de Las Vegas, enquanto lutava para encontrar ritmo em sua McLaren.
Ele também bateu na parede no início da sessão, embora tenha escapado sem danificar o carro.
Piastri, 24 pontos atrás do britânico na liderança do campeonato, teve seu momento fora de pista nas curvas oito e nove da esfera.
O australiano foi 0,192 segundos mais lento que Norris, dando continuidade à tendência de desempenho entre os dois nas corridas mais recentes.
Norris marcou 58 pontos nas últimas seis corridas em Piastri, assumindo o controle da temporada e colocando-se a uma curta distância do campeonato.
Leclerc foi rápido durante toda a sessão, mas Hamilton terminou 0,759 segundos atrás de seu companheiro de equipe.
É improvável que a sessão seja representativa do resto do fim de semana, já que a pista está muito suja e irá melhorar à medida que as sessões avançam.
O segundo treino é às 04:00 GMT.
