Martin quebra recorde para conquistar a primeira posição no grid de Mugello antes de Bagnaia.

Jorge Martin largará em primeiro lugar para a corrida de Sprint e a corrida de domingo no Grande Prêmio da Itália, seguido de perto pela Ducati de fábrica de Francesco Bagnaia e pela Aprilia de Maverick Vinales. O piloto da Pramac Ducati estabeleceu um novo recorde para o tempo de volta mais rápido de 1.44.504s em sua primeira tentativa, que não pôde ser superado. Martin e Bagnaia foram separados por apenas 0.043s, enquanto Vinales impressionou pela Aprilia. Marc Marquez foi um quarto de segundo mais rápido que o tempo de volta de Martin em sua segunda tentativa, mas um acidente ao ultrapassar os limites o forçou a se contentar com o quarto lugar. Enea Bastianini e Franco Morbidelli, ambos pilotando para a Ducati, se juntarão ao oito vezes campeão na segunda fila, com Morbidelli tendo que se classificar através da primeira rodada. Pedro Acosta, o piloto líder da KTM, se classificou pouco mais de meio segundo atrás das Ducatis e de Vinales. Alex Marquez garantiu o oitavo lugar com sua moto Gresini do ano passado, seguido por Aleix Espargaro da Aprilia e o piloto líder da Yamaha Alex Rins completando o top 10. A dupla da Trackhouse, Miguel Oliveira e Raul Fernandez, largarão em 11º e 12º lugar, respectivamente, com Fernandez se classificando através da primeira rodada. Brad Binder da KTM não conseguiu avançar para a segunda rodada e largará em 13º lugar, enquanto Fabio Di Giannantonio da VR46 foi apenas 0.013s mais lento. Fabio Quartararo colocou sua moto Yamaha na 15ª posição, mostrando sinais promissores de que a Yamaha pode competir com os principais fabricantes. Marco Bezzecchi foi o último piloto da Ducati em 16º lugar, seguido por Joan Mir, que alcançou sua melhor posição de classificação nesta temporada em 17º lugar com sua Repsol Honda. Johann Zarco melhorou sua posição para o 18º lugar com sua Honda da LCR, seguido por um trio de pilotos da KTM liderados por Jack Miller. Augusto Fernandez e Pol Espargaro seguiram de perto Miller em suas motos KTM, enquanto Lorenzo Savadori garantiu a terceira posição na última fila. Takaaki Nakagami, apesar de ser o principal piloto da Honda nos treinos, teve uma performance decepcionante, e Luca Marini teve dificuldades para se encontrar com sua Honda patrocinada pela Repsol, terminando meio segundo atrás de Nakagami na última posição.