Dopo il miglior tempo di Franco Morbidelli nelle Fp1 del Gran Premio d'Italia al Mugello, continua a comandare il team Estrella Galicia, ma questa volta, a chiudere in testa, è Alex Marquez.
Lo spagnolo, fratello minore di Marc, ha chiuso la seconda sessione di prove marcando il tempo 1'52"229. Fa giusto un decimo peggio il giapponese Takaaki Nakagami, con la Kalex del team Honda Team Asia, 1'52"329 per lui. Il terzo tempo, invece, lo fa segnare il primo degli italiani: Simone Corsi. Il centauro dello Speed Up chiude in 1'52"627 e precede un gruppetto di connazionali. 4° tempo per Mattia Pasini, che paga a Marquez 5 decimi, seguito da Bagnaia a 623 millesimi da Marquez e a 99 millesimi da Pasini.
Soltanto 6° il leader del primo turno, Franco Morbidelli, che paga al compagno di team 670 millesimi e chiude con il tempo di 1'52"899. Alle spalle del leader iridato si fa vedere Brad Binder, al rientro in Moto2 dopo l'infortunio che lo ha tenuto fuori per qualche gara. Il campione in carica della Moto3 chiude a 7 decimi dallo spagnolo e mette alle sue spalle Miguel Oliveira. Il portoghese, compagno di team di Binder, chiude a 749 millesimi e a 46 millesimi dal compagno sudafricano.
9° il vice-campione in carica, Thomas Luthi, che si ferma a 784 millesimi da Marquez, mentre chiude la Top10 Lorenzo Baldassarri. L'italiano, che chiude a 8 decimi, precede il connazionale Marini, che 11°, paga 32 millesimi a Baldassarri.
Più indietro Manzi, che chiude 25° a 1"7, seguito da Pons e Locatelli, che paga 1"9, mentre l'ultimo italiano è Fulgini a 2"8. Chiude lo schieramento MacKenzie a 3"1.