Il numero 54 di Mattia Pasini splende sotto il sole del Mugello, è suo il tempo più veloce nella terza sessione di prove libere del Gran Premio d'Italia. Dopo le buone sensazioni nei primi due turni di libere, Pasini, riesce a strappare la prima posizione scendendo sotto il muro dell'1:52.000.
Il primo tempo veloce del turno però lo fa segnare Franco Morbidelli, appena sceso in pista precedendo altri due italiani: Simone Corsi e Luca Marini. E' proprio il pilota romano a far segnare il tempo più rapido alla fine del primo run di prove avvicinandosi a far cadere il muro dell'1:52 facendo segnare un buon 1:52.177. Il tempo di Corsi lo abbassa di poco Takaaki Nakagami che si conferma come mina vagante del mondiale fermando il cronometro sul lungo rettilineo in 1:52.155. E' invece in difficoltà il rivale di Morbidelli per la vittoria finale dell'iride, Thomas Luthi. Lo svizzero non riesce a trovare il setting giusto per la pista toscana e termina il turno ad oltre sette decimi da Pasini, pagando mezzo secondo al leader del motomondiale.
Il time attack scatta a dieci minuti dalla fine, ma nessuno tranne Pasini riesce ad avvicinare i tempi fatti segnare da Corsi e Nakagami. Il pilota romagnolo è l'unico capace di scendere sotto l'1:52 avvicinandosi al record della pista, fermando il cronometro in 1:51.963. Morbidelli chiude il turno al quarto posto, a quasi tre decimi dal Paso, precedendo il proprio compagno di squadra Marquez di altrettanti decimi. Strappa la top ten Luca Marini che paga sei decimi a Pasini, ma mantiene una visione positiva per la gara di domani. Rimane, invece, nelle difficoltà di ieri Francesco Bagnaia, che con la Kalex dello Sky Racing Team, si attesta in undicesima posizione con un distacco vicino agli otto decimi e alle spalle di Tom Luthi.