Een zwaluw maakt nog geen zomer, maar alle vier de Yamaha's in de top 5 gekwalificeerd zal op z'n minst hoopgevend zijn voor het merk met de gekruiste stemvorken, dat twee weken geleden in Mugello een hamerslag van Ducati en die ene Repsol Honda te verwerken kreeg.
In de kwalificatie was Maverick Vinales als eerste de baan op gegaan, met in zijn achterwiel Marc Marquez die net als in Mugello catch-up wilde spelen. In zijn eerste vliegende ronde gaf de zevenvoudig wereldkampioen, die in de derde vrije training een incident op de baan met teamgenoot Jorge Lorenzo had gehad en daardoor slechts de negende tijd op de klokken had gezet, echter 2 tiende seconde op de Monster Yamaha rijder toe.
Een ronde later postte Marquez alsnog de snelste tijd, maar werd binnen een minuut al weer terugverwezen naar de derde plaats door Fabio Quartararo en Franco Morbidelli, die achtereenvolgens de snelste tijd noteerden. Morbidelli's tijd zou tot in de laatste minuten van de kwalificatie bovenaan blijven staan.
De eerste die in de tweede run de tijd van Morbidelli zou aanscherpen met het kleinste verschil van 1 duizendste seconde was Maverick Vinales, maar er waren op dat moment meer snelle rijders op de baan: Quartararo, Marquez, Rossi en Alex Rins zetten snelle tussentijden neer. Quartararo volgt en duikt meer dan 2 tiende seconde onder de tijd van Vinales door.
Met nu Rossi in het vizier lijkt Marquez in zijn eerste vliegende ronde onder de tijd van Quartararo te kunnen gaan, maar komt op de streep 15 duizendste seconde te kort. In zijn tweede ronde zit Marquez bij het eerste meetpunt tweetiende seconde onder de tijd van Quartararo, maar gaat in bocht 5 bijna onderuit en heeft zijn zoveelste miraculeuze safe van het weekend.
In de laatste seconden van de kwalificatie is er een incident tussen Maverick Vinales, die overtuigd is dat de kwalificatie is afgevlagd en daardoor al gaat wheeliën en zwaaien naar het publiek en rijdt daarmee Quartararo volledig in de weg die nog bezig was aan een snelle ronde. Voor dit incident is Vinales op de startgrid drie plaatsen teruggezet, wat de derde en laatste startplek alsnog in handen van Franco Morbidelli geeft.
De grootste pechvogel van de kwalificatie was Alex Rins, die in zijn tweede run op weg leek naar een tijd die 'm op z'n minst op de eerste rij zou hebben gezet, maar ging in de hairpin over het voorwiel onderuit en moest daarna in de pits toezien hoe hij werd terugverwezen naar de achtste plaats op de grid.
MotoGP Catalunya, uitslag kwalificatie:
| Rijder | Team | Merk | km/u | Tijd | Verschil | ||
| 1 | Fabio QUARTARARO | FRA | Petronas Yamaha SRT | Yamaha | 338.6 | 1'39.484 | |
| 2 | Marc MARQUEZ | SPA | Repsol Honda Team | Honda | 345.6 | 1'39.499 | 0.015 / 0.015 |
| 3 | Maverick VIÑALES | SPA | Monster Energy Yamaha MotoGP | Yamaha | 336.3 | 1'39.710 | 0.226 / 0.211 |
| 4 | Franco MORBIDELLI | ITA | Petronas Yamaha SRT | Yamaha | 336.0 | 1'39.711 | 0.227 / 0.001 |
| 5 | Valentino ROSSI | ITA | Monster Energy Yamaha MotoGP | Yamaha | 338.5 | 1'39.753 | 0.269 / 0.042 |
| 6 | Andrea DOVIZIOSO | ITA | Mission Winnow Ducati | Ducati | 342.8 | 1'39.777 | 0.293 / 0.024 |
| 7 | Danilo PETRUCCI | ITA | Mission Winnow Ducati | Ducati | 344.2 | 1'39.844 | 0.360 / 0.067 |
| 8 | Alex RINS | SPA | Team SUZUKI ECSTAR | Suzuki | 341.0 | 1'39.870 | 0.386 / 0.026 |
| 9 | Cal CRUTCHLOW | GBR | LCR Honda CASTROL | Honda | 344.1 | 1'40.151 | 0.667 / 0.281 |
| 10 | Jorge LORENZO | SPA | Repsol Honda Team | Honda | 343.2 | 1'40.199 | 0.715 / 0.048 |
| 11 | Joan MIR | SPA | Team SUZUKI ECSTAR | Suzuki | 341.4 | 1'40.240 | 0.756 / 0.041 |
| 12 | Pol ESPARGARO | SPA | Red Bull KTM Factory Racing | KTM | 340.2 | 1'40.425 | 0.941 / 0.185 |
| Q1 | |||||||
| 13 | Francesco BAGNAIA | ITA | Pramac Racing | Ducati | 343.8 | 1'40.167 | 0.440 / 0.155 |
| 14 | Jack MILLER | AUS | Pramac Racing | Ducati | 344.1 | 1'40.271 | 0.544 / 0.104 |
| 15 | Karel ABRAHAM | CZE | Reale Avintia Racing | Ducati | 345.0 | 1'40.349 | 0.622 / 0.078 |
| 16 | Takaaki NAKAGAMI | JPN | LCR Honda IDEMITSU | Honda | 339.3 | 1'40.362 | 0.635 / 0.013 |
| 17 | Aleix ESPARGARO | SPA | Aprilia Racing Team Gresini | Aprilia | 336.5 | 1'40.400 | 0.673 / 0.038 |
| 18 | Johann ZARCO | FRA | Red Bull KTM Factory Racing | KTM | 337.3 | 1'40.427 | 0.700 / 0.027 |
| 19 | Tito RABAT | SPA | Reale Avintia Racing | Ducati | 343.4 | 1'40.682 | 0.955 / 0.255 |
| 20 | Miguel OLIVEIRA | POR | Red Bull KTM Tech 3 | KTM | 338.2 | 1'40.752 | 1.025 / 0.070 |
| 21 | Hafizh SYAHRIN | MAL | Red Bull KTM Tech 3 | KTM | 336.8 | 1'40.839 | 1.112 / 0.087 |
| 22 | Bradley SMITH | GBR | Aprilia Racing Team | Aprilia | 337.0 | 1'41.232 | 1.505 / 0.393 |
| 23 | Sylvain GUINTOLI | FRA | Team SUZUKI ECSTAR | Suzuki | 339.4 | 1'41.270 | 1.543 / 0.038 |
| 24 | Andrea IANNONE | ITA | Aprilia Racing Team Gresini | Aprilia | 336.7 | 1'41.748 | 2.021 / 0.478 |