Aleix Espargaro beendete die letzte MotoGP-Trainingsession vor der entscheidenden Qualifikation in Katalonien an der Spitze. Espargaro, der seinen Rücktritt vor dem Rennen an diesem Wochenende angekündigt hatte, war in zwei aufeinanderfolgenden Trainingsessions in seinem Heimrennen der Schnellste. Direkt hinter dem spanischen Fahrer landete Francesco Bagnaia, der sein Setup für das Sprintrennen feinabstimmte. Das Pramac Ducati-Duo Franco Morbidelli und Jorge Martin sicherte sich die Plätze drei und vier.
Zum Geburtstag zeigte Pedro Acosta als bester KTM-Fahrer eine starke Leistung und landete auf dem fünften Platz. Das Werksteam hatte jedoch im Vergleich zur gestrigen Leistung Schwierigkeiten, mit Brad Binder und Jack Miller auf den Plätzen 12 und 13 zu landen. Trackhouse Racing zeigte seine Wettbewerbsfähigkeit in Bezug auf das Renntempo, mit Miguel Oliveira und Raul Fernandez auf den Plätzen sechs und acht. Fabio Quartararo platzierte sich zwischen den beiden Trackhouse Racing-Fahrern.
Die Gresini Ducati-Brüder Alex und Marc Marquez komplettierten die Top 10. Marc Marquez hatte einen seltsamen Sturz in Kurve 5 zu Beginn der Session, als er die Kontrolle über seine GP23 verlor. Glücklicherweise erlitt sein Motorrad keinen zusätzlichen Schaden, so dass er schnell auf die Strecke zurückkehren konnte. Fabio Di Giannatonio beendete erneut das Rennen vor Marco Bezzecchi, aber das VR46-Team hatte weiterhin Schwierigkeiten mit seiner ein Jahr alten Ducati und landete auf den Plätzen 11 und 18.
Joan Mir zeigte sein Können auf der Werkshonda und beendete das Rennen auf dem 14. Platz. Augusto Fernandez, der einzige KTM-Fahrer, der sich Q1 stellen musste, landete knapp hinter Mir. Werkspilot Enea Bastianini hatte Schwierigkeiten, das richtige Setup für das Rennen zu finden, und landete enttäuschend auf dem 16. Platz. Maverick Vinales hatte ebenfalls Schwierigkeiten und musste sich mit dem 17. Platz zufriedengeben.
Trotz des sicheren Einzugs in Q2 beendete Alex Rins die letzte Trainingssitzung auf dem 19. Platz. Einmal mehr belegte Honda die letzten Positionen auf dem Grid, wobei Takaaki Nakagami vor seinem LCR-Teamkollegen Johann Zarco lag, der einen späten Sturz in Kurve 5 erlitt. Luca Marini landete auf dem 22. Platz, während Testfahrer Stefan Bradl nach dem gestrigen Ausfall im zweiten Training aufgrund von Krankheit zurückkehrte.
