De spectaculaire kwalificatie voor de op twee na laatste MotoGP race van het seizoen, waar voor het eerst in de geschiedenis Ducati de complete eerste startrij voor zich op wist te eisen, werd gekenmerkt door valpartijen en dientengevolge gele vlag situaties, maar de basis werd eigenlijk in de ochtend al gelegd.
Ducati had weliswaar ook de derde en laatste getimede vrije training gedomineerd, waarbij de Pramac coureurs het veld hadden aangevoerd voor Jack Miller, maar Pecco Bagnaia in de laatste minuten door Aleix Espargaro, Danilo Petrucci en Luca Marini uit de top 10 werd gewipt. Bagnaia was tijdens de long run behoorlijk snel geweest, maar was niet in staat geweest om met nieuwe banden er een snelle tijd uit te persen.
Bagnaia was echter niet de enige coureur die zich niet rechtstreeks voor Q2 had gekwalificeerd, ook Fabio Quartararo moest zich voor het eerst dit seizoen eerst in Q1 aan de bak, evenals beide Suzuki coureurs Joan Mir en Alex Rins. Nu had Quartararo het hele weekend al geworsteld op de natte baan - net als alle Yamaha coureurs trouwens - maar had bovendien de pech dat hij zijn laatste ronde meteen moest afbreken vanwege een gele vlag.
Voor aanvang van de kwalificatie was de baan zodanig opgedroogd dat iedereen met slicks de baan op ging. Pecco Bagnaia zette vanaf zijn tweede vliegende ronde de toon, reed de complete sessie met dezelfde band, eindigde de sessie met een 1'33.393 en was daarmee een seconde sneller geweest dan de rest van Q1 - op één coureur na. In zijn allerlaatste ronde had Iker Lecuona er een 1'34.099 uitgeperst en zich daarmee voor Q2 gekwalificeerd.
Voor Fabio Quartararo was de Q1 een stuk moeizamer gegaan, meer dan eens wist hij er een tweede tijd uit te persen, om daarna door Alex Rins en Alex Marquez weer enkele plaatsen te worden teruggezet. Met nog minder dan een minuut op de klok had Quartararo nog één kans op een plaats in Q2, maar op het moment dat hij aan zijn laatste vliegende ronde begon was opnieuw een gele vlak in sector 1 en 2.
Quartararo zette echter door alsof hij geen gele vlag had gezien en verbeterde zijn eigen tijd nog wel, maar kwam niet verder dan de derde tijd op 4 tiende van Lecuona. Lange tijd bleef die tijd staan, pas na afloop van Q2 zou de uitslag van Q1 worden gecorrigeerd en werd de tijd van Quartararo geschrapt, waardoor hij morgen van de 15e plaats zal moeten starten.
In Q2 was Pecco Bagnaia minstens zo dominant. In zijn tweede vliegende ronde zette hij een 1'33.045 op de klok, ging daarna terug naar de pits voor een nieuwe achterband, maar was daarna niet meer in staat zijn eigen tijd aan te scherpen. Lange tijd leek niemand in de buurt van de tijd van Bagnaia te komen, tot in de slotfase Jack Miller behoorlijk in de buurt kwam - in zijn zesde vliegende ronde reed de Australiër een 1'33.070 en miste daarmee de pole op 0.025 seconde.
De grootste sensatie kwam echter op naam van Luca Marini, de halfbroer van Valentino Rossi zette in zijn allerlaatste vliegende ronde een 1'33.130 op de klok en verdrong daarmee Miguel Oliveira van de eerste rij - een eerste frontrow start voor de SKY VR46 Avintia coureur en een eerste frontrow washout voor Ducati.
MotoGP Misano II, uitslag kwalificatie:
| Rijder | Team | Merk | km/u | Tijd | Verschil | ||
| 1 | Francesco BAGNAIA | ITA | Ducati Lenovo Team | Ducati | 299.1 | 1'33.045 | |
| 2 | Jack MILLER | AUS | Ducati Lenovo Team | Ducati | 300.8 | 1'33.070 | 0.025 / 0.025 |
| 3 | Luca MARINI | ITA | SKY VR46 Avintia | Ducati | 295.8 | 1'33.130 | 0.085 / 0.060 |
| 4 | Pol ESPARGARO | SPA | Repsol Honda Team | Honda | 298.3 | 1'33.313 | 0.268 / 0.183 |
| 5 | Miguel OLIVEIRA | POR | Red Bull KTM Factory Racing | KTM | 295.8 | 1'33.439 | 0.394 / 0.126 |
| 6 | Franco MORBIDELLI | ITA | Monster Energy Yamaha MotoGP | Yamaha | 293.4 | 1'33.526 | 0.481 / 0.087 |
| 7 | Marc MARQUEZ | SPA | Repsol Honda Team | Honda | 295.0 | 1'33.850 | 0.805 / 0.324 |
| 8 | Iker LECUONA | SPA | Tech 3 KTM Factory Racing | KTM | 294.2 | 1'33.893 | 0.848 / 0.043 |
| 9 | Danilo PETRUCCI | ITA | Tech 3 KTM Factory Racing | KTM | 291.8 | 1'34.140 | 1.095 / 0.247 |
| 10 | Johann ZARCO | FRA | Pramac Racing | Ducati | 300.0 | 1'34.687 | 1.642 / 0.547 |
| 11 | Aleix ESPARGARO | SPA | Aprilia Racing Team Gresini | Aprilia | 298.3 | 1'34.963 | 1.918 / 0.276 |
| 12 | Jorge MARTIN | SPA | Pramac Racing | Ducati | 298.3 | 2'24.631 | 51.586 / 49.668 |
| Q1 | |||||||
| 13 | Alex RINS | SPA | Team SUZUKI ECSTAR | Suzuki | 298.3 | 1'34.418 | 1.025 / 0.319 |
| 14 | Alex MARQUEZ | SPA | LCR Honda CASTROL | Honda | 296.7 | 1'34.454 | 1.061 / 0.036 |
| 15 | Fabio QUARTARARO | FRA | Monster Energy Yamaha MotoGP | Yamaha | 295.0 | 1'34.476 | 1.083 / 0.022 |
| 16 | Enea BASTIANINI | ITA | Avintia Esponsorama | Ducati | 294.2 | 1'35.236 | 1.843 / 0.760 |
| 17 | Takaaki NAKAGAMI | JPN | LCR Honda IDEMITSU | Honda | 297.5 | 1'35.641 | 2.248 / 0.405 |
| 18 | Joan MIR | SPA | Team SUZUKI ECSTAR | Suzuki | 291.8 | 1'35.683 | 2.290 / 0.042 |
| 19 | Maverick VIÑALES | SPA | Aprilia Racing Team Gresini | Aprilia | 298.3 | 1'35.835 | 2.442 / 0.152 |
| 20 | Brad BINDER | RSA | Red Bull KTM Factory Racing | KTM | 294.2 | 1'36.478 | 3.085 / 0.643 |
| 21 | Andrea DOVIZIOSO | ITA | Petronas Yamaha SRT | Yamaha | 288.7 | 1'36.639 | 3.246 / 0.161 |
| 22 | Michele PIRRO | ITA | Ducati Lenovo Team | Ducati | 295.0 | 1'37.880 | 4.487 / 1.241 |
| 23 | Valentino ROSSI | ITA | Petronas Yamaha SRT | Yamaha | 289.5 | 1'38.261 | 4.868 / 0.381 |
| Lorenzo SAVADORI | ITA | Aprilia Racing Team Gresini | Aprilia |