Alex Marquez foi o mais rápido na primeira sessão de treinos para o Grande Prêmio da Espanha, com seu companheiro de equipe e irmão Marc Marquez logo atrás. Os dois pilotos trocaram de posição ao longo da sessão, mas foi Alex quem estabeleceu o tempo mais rápido de 1:36.630s, colocando-o meio segundo à frente. Maverick Vinales ficou em terceiro lugar, a menos de um décimo de segundo atrás de Marc Marquez. Aleix Espargaro, da Aprilia, terminou em quarto lugar.
Franco Morbelli, da Pramac, conseguiu garantir o quinto lugar, apesar de estar quase um segundo mais lento que o líder nos primeiros treinos. Marco Bezzecchi, da VR46 Ducati, ficou em sexto. Dani Pedrosa, que é um piloto convidado da KTM nesta etapa, terminou como o melhor piloto da KTM em sétimo lugar, enquanto Brad Binder, o piloto em tempo integral da KTM, ficou em oitavo.
Jack Miller, outro piloto da equipe KTM, teve um momento difícil e acabou em 16º lugar. O atual líder do campeonato, Jorge Martin, também teve dificuldades e terminou em nono lugar. A sensação estreante Pedro Acosta, que conquistou dois pódios nas três primeiras corridas, completou o top 10 em sua GasGas KTM.
Fabio Di Giannantonio, Francesco Bagnaia e Enea Bastianini, da Ducati, juntamente com Fabio Quartararo, da Yamaha, ficaram logo fora do top 10. Alex Rins, companheiro de equipe de Quartararo na Yamaha, terminou em 17º lugar. Miguel Oliveira e Miller dividiram os pilotos da Yamaha na classificação.
Johann Zarco encontrou-se entre Raul Fernandez e Augusto Fernandez, apesar de perder o controle de sua moto na Curva 8 durante a sessão. Zarco ainda conseguiu ser o piloto mais rápido da Honda, à frente de Takaaki Nakagami e Joan Mir da equipe Honda de fábrica.
Lorenzo Savadori, da Aprilia, e Stefan Bradl, piloto de testes da Honda, ocuparam as duas posições seguintes. Luca Marini, piloto em tempo integral da Honda, terminou em último lugar.
