Как возможно заключить договор купли-продажи недвижимости и оформить ипотеку в один день?

Может. Договор залога недвижимого имущества может быть заключен в любое время - как одновременно с заключением договора купли-продажи недвижимости, так и после перехода права собственности к залогодателю. Исключением является только ипотека в силу закона, которая регистрируется одновременно с переходом права собственности, но опять таки это не дата договора, а дата его регистрации (покупка в рассрочку, где залогодержателем является продавец недвижимости ст.488 ГК РФ, некоторые социальные проекты, иные по закону). Договор покупки недвижимости за счет заемных средств может как быть обеспечен ипотекой, так и не быть обеспечен ипотекой, поэтому считается что ипотека возникает в силу договора (ст.77 закона №102-ФЗ).

Договор ипотеки вступает в силу после его регистрации, также как и переход права собственности. Рекомендую учитывать не дату договора, а дату его регистрации.

Цитаты:

п.2. ст.11 Федерального закона от 16.07.1998 N 102-ФЗ

Ипотека как обременение имущества, заложенного по договору об ипотеке, или при ипотеке, возникающей в силу закона, возникает с момента государственной регистрации ипотеки.

ст.77 закона от 16.07.1998 N 102-ФЗ

п.1. Жилое помещение, приобретенное либо построенное полностью или частично с использованием кредитных средств банка или иной кредитной организации либо средств целевого займа, предоставленного другим юридическим лицом на приобретение или строительство указанного жилого помещения, находится в залоге с момента государственной регистрации ипотеки в Едином государственном реестре недвижимости.

(в ред. Федеральных законов от 06.12.2011 N 405-ФЗ, от 03.07.2016 N 361-ФЗ)

п.2.К залогу жилого дома или квартиры, возникающему на основании пункта 1 настоящей статьи, соответственно применяются правила о залоге недвижимого имущества, возникающем в силу договора.

п.1. ст.53 Федерального закона от 13.07.2015 N 218-ФЗ Государственная регистрация ипотеки, возникающей на основании договора, осуществляется на основании договора об ипотеке и заявления залогодателя и залогодержателя, залогодателя и управляющего залогом либо нотариуса, удостоверившего договор об ипотеке, после государственной регистрации права собственности залогодателя на являющийся предметом ипотеки объект недвижимости или иного являющегося предметом ипотеки и подлежащего государственной регистрации права залогодателя на объект недвижимости.