Onstuimig weer speelde de MotoGP coureurs de tweede vrije training op, vlak voor het begin werden de hemelsluizen volledig opengezet, waardoor enkel Andrea Iannone en Hector Barbera in staat waren om nog op slicks een vliegende ronde neer te zetten. De regen zette flink door, waardoor door de coureurs op zoek naar een regensetting kon worden gegaan.
Op de kletsnatte baan zette het Repsol Honda duo de snelste tijd - Pedrosa gaf op de tijd van Marquez slechts 0.002 seconden toe - en was bijna één seconde sneller dan Valentino Rossi op de Yamaha M1. De recente test die hier door Honda recentelijk deels in de regen is gedaan speelde Marquez en Pedrosa overduidelijk in de kaart.
Met regen ook voor de rest van het weekend voorspeld zou daardoor het resultaat van de eerste vrije training wel eens bepalend kunnen zijn voor Q1 en Q2. In dat geval is voor het eerst in zijn carriere Yonny Hernandez met zijn achtste tijd automatisch voor Q2 geplaatst, terwijl Alvaro Bautista en Cal Crutchlow eerst in Q1 aan de bak moeten gaan.
MotoGP Brno, tijden 1e vrije training:
| 1 | Marc MARQUEZ | SPA | Repsol Honda Team | Honda | 1'56.803 | |
| 2 | Jorge LORENZO | SPA | Movistar Yamaha MotoGP | Yamaha | 1'56.840 | 0.037 / 0.037 |
| 3 | Dani PEDROSA | SPA | Repsol Honda Team | Honda | 1'56.855 | 0.052 / 0.015 |
| 4 | Aleix ESPARGARO | SPA | NGM Forward Racing | Forward Yamaha | 1'57.002 | 0.199 / 0.147 |
| 5 | Valentino ROSSI | ITA | Movistar Yamaha MotoGP | Yamaha | 1'57.065 | 0.262 / 0.063 |
| 6 | Stefan BRADL | GER | LCR Honda MotoGP | Honda | 1'57.084 | 0.281 / 0.019 |
| 7 | Andrea DOVIZIOSO | ITA | Ducati Team | Ducati | 1'57.169 | 0.366 / 0.085 |
| 8 | Yonny HERNANDEZ | COL | Energy T.I. Pramac Racing | Ducati | 1'57.190 | 0.387 / 0.021 |
| 9 | Pol ESPARGARO | SPA | Monster Yamaha Tech 3 | Yamaha | 1'57.634 | 0.831 / 0.444 |
| 10 | Bradley SMITH | GBR | Monster Yamaha Tech 3 | Yamaha | 1'57.816 | 1.013 / 0.182 |
| 11 | Michele PIRRO | ITA | Ducati Team | Ducati | 1'58.040 | 1.237 / 0.224 |
| 12 | Andrea IANNONE | ITA | Pramac Racing | Ducati | 1'58.061 | 1.258 / 0.021 |
| 13 | Scott REDDING | GBR | GO&FUN Honda Gresini | Honda | 1'58.301 | 1.498 / 0.240 |
| 14 | Cal CRUTCHLOW | GBR | Ducati Team | Ducati | 1'58.340 | 1.537 / 0.039 |
| 15 | Alvaro BAUTISTA | SPA | GO&FUN Honda Gresini | Honda | 1'58.698 | 1.895 / 0.358 |
| 16 | Hector BARBERA | SPA | Avintia Racing | Avintia | 1'58.714 | 1.911 / 0.016 |
| 17 | Hiroshi AOYAMA | JPN | Drive M7 Aspar | Honda | 1'58.895 | 2.092 / 0.181 |
| 18 | Karel ABRAHAM | CZE | Cardion AB Motoracing | Honda | 1'59.216 | 2.413 / 0.321 |
| 19 | Alex DE ANGELIS | RSM | NGM Forward Racing | Forward Yamaha | 1'59.959 | 3.156 / 0.743 |
| 20 | Mike DI MEGLIO | FRA | Avintia Racing | Avintia | 2'00.240 | 3.437 / 0.281 |
| 21 | Michael LAVERTY | GBR | Paul Bird Motorsport | PBM | 2'00.345 | 3.542 / 0.105 |
| 22 | Leon CAMIER | GBR | Drive M7 Aspar | Honda | 2'00.445 | 3.642 / 0.100 |
| 23 | Danilo PETRUCCI | ITA | Octo IodaRacing Team | ART | 2'00.497 | 3.694 / 0.052 |
| 24 | Broc PARKES | AUS | Paul Bird Motorsport | PBM | 2'00.752 | 3.949 / 0.255 |
