Den ryska storfavoriten gjorde ett mycket bra kortprogram, trots uppståndelsen kring den misstänkta dopningen.
Valieva missade visserligen landningen i första hoppet, men gjorde sedan programmet felfritt. Hon grät av lättnad efter sitt program och belönades sedan med 82,16 poäng, vilket ger henne ledningen inför friåkningen.
Efter sitt framträdande undvek Kamila Valieva att svara på de väntande journalisternas frågor. Utan att prata med någon gick hon gråtande igenom den mixade zonen, uppger nyhetsbyrån AFP.
Konstantin Vybornov, talesperson för Rysslands olympiska kommitté, sade efter tävlingen att 15-åringen inte mådde bra.
– Vi beslutade att skicka henne till OS-byn så snabbt som möjligt, säger han.
Taljegårds finalmiss
Det är ryskt på första, andra och fjärde plats efter korta programmet. Precis bakom Valieva ligger den regerande världsmästaren Anna Sjtjerbakova, medan VM-trean från i fjol Alexandra Trusova ligger fyra. Japanskan Kaori Sakamota utmanar ryskorna på sin tredjeplats.
Svenskan Josefin Taljegård lyckades inte ta sig vidare till torsdagens friåkning utan slutade på en 26:e plats. De 25 bästa gick vidare till friåkningen.
Hon lyckades inte nå upp till sin högsta nivå poängmässigt. Hon fick 54,51 poäng för sitt kortprogram – en bit från säsongsbästa 58,24 och personbästa 61,58.
– Jag hade kanske hoppats på lite mer, men jag gjorde några missar och det är alltid synd, säger Taljegård till DN.
Ingen prisutdelning
Egentligen skulle bara 24 åkare fått köra friåkningsprogrammet, men Internationella olympiska kommittén hade fått Internationella skridskoförbundet att tillåta ytterligare en åkare.
Detta på grund av det omstridda dopningsärendet med Kamila Valieva. Hon fick ställa upp efter beslut i Idrottens skiljedomstol, trots att hon testats positivt för dopning. Hon kan senare fällas för dopning och få sitt OS-resultat struket.
Det fria programmet avgörs på torsdag. Då koras medaljörerna, men de kommer att få vänta på prisutdelningen om Valieva kommer bland de tre främsta.
IOK har i ett unikt beslut kommit fram till att i så fall inte dela ut några medaljer i Peking utan vänta tills dopningsdramat är avgjort.