Na op vrijdagmiddag in de Practice sessie evenals op zaterdagochtend in de tweede vrije training de snelste tijd te hebben gezet leek Maverick Vinales in de kwalificatie voor de Italiaanse Grand Prix op het circuit van Mugello voor een sensatie te kunnen gaan zorgen. Met Fermin Aldeguer en Raul Fernandez doorgestroomd vanuit Q1 maakten 6 Ducati's, twee KTM's, twee Yamaha's en twee Aprilia's deel uit van Q2.
Vinales maakte bij het openen van de pitstraat echter geen aanstalten om de baan op te gaan en bleef nog eens drie minuten in de box, terwijl Marc Marquez in zijn eerste vliegende ronde in de slipstream van broer Alex met een 1'44.500 meteen onder het all-time ronderecord van Jorge Martin vorig jaar dook. In zijn eerste vliegende ronde zette Vinales daarna slechts een negende tijd, om de ronde daarna op te klimmen naar de zesde plaats, met Bagnaia, Morbidelli, Quartararo en Bezzecchi tussen de twee Spanjaarden in.
Voorzien van een verse soft achterband leek Quartararo in zijn tweede run voor een regelrechte sensatie te zorgen, door bijna eentiende seconde onder de tijd van Marc Marquez door te gaan, maar inmiddels was ook de Ducati-trein op stoom. Alex, Pecco en Marc waren alle drie op weg naar een verbetering van de snelste tijd.
Pecco ging bijna 2 tiende seconde onder de tijd van Quartararo door, Alex kwam 24 duizendste seconde op de tijd van Bagnaia te kort, maar het was Marc Marquez die geheel op eigen kracht met het kleinste verschil van 59 duizendste seconde onder de tijd van zijn teamgenoot door wist te gaan en zich daarmee van zijn 100e pole position in zijn carrière verzekerde.
Quartararo bleef steken op de vierde plaats, terwijl Vinales er in zijn tweede run nog een 5e tijd uit wist te persen, op eentiende seconde van de Yamaha coureur, en daarmee Fabio Di Giannantonio naar de derde startrij terugverwees. Pedro Acosta, Alex Rins en Marco Bezzecchi maakten de top 10 compleet.
MotoGP Mugello: uitslag kwalificatie:
| Rijder | Team | Merk | Tijd | Verschil | ||
| 1 | Marc Marquez | ESP | Ducati Lenovo Team | Ducati | 1'44.169 | |
| 2 | Pecco Bagnaia | ITA | Ducati Lenovo Team | Ducati | 1'44.228 | +0.059 |
| 3 | Alex Marquez | ESP | BK8 Gresini Racing MotoGP | Ducati | 1'44.252 | +0.083 |
| 4 | Fabio Quartararo | FRA | Monster Energy Yamaha MotoGP Team | Yamaha | 1'44.411 | +0.242 |
| 5 | Maverick Viñales | ESP | Red Bull KTM Tech3 | KTM | 1'44.514 | +0.345 |
| 6 | Franco Morbidelli | ITA | Pertamina Enduro VR46 Racing Team | Ducati | 1'44.568 | +0.399 |
| 7 | Fabio Di Giannantonio | ITA | Pertamina Enduro VR46 Racing Team | Ducati | 1'44.723 | +0.554 |
| 8 | Pedro Acosta | ESP | Red Bull KTM Factory Racing | KTM | 1'44.780 | +0.611 |
| 9 | Alex Rins | ESP | Monster Energy Yamaha MotoGP Team | Yamaha | 1'44.844 | +0.675 |
| 10 | Marco Bezzecchi | ITA | Aprilia Racing | Aprilia | 1'44.899 | +0.730 |
| 11 | Raul Fernandez | ESP | Trackhouse MotoGP Team | Aprilia | 1'44.995 | +0.826 |
| 12 | Fermin Aldeguer | ESP | BK8 Gresini Racing MotoGP | Ducati | 1'45.199 | +1.030 |
| Q1 | ||||||
| 13 | Jack Miller | AUS | Prima Pramac Yamaha MotoGP | Yamaha | 1'45.151 | +0.257 |
| 14 | Johann Zarco | FRA | CASTROL Honda LCR | Honda | 1'45.185 | +0.291 |
| 15 | Brad Binder | RSA | Red Bull KTM Factory Racing | KTM | 1'45.331 | +0.437 |
| 16 | Enea Bastianini | ITA | Red Bull KTM Tech3 | KTM | 1'45.370 | +0.476 |
| 17 | Miguel Oliveira | POR | Prima Pramac Yamaha MotoGP | Yamaha | 1'45.469 | +0.575 |
| 18 | Joan Mir | ESP | Honda HRC Castrol | Honda | 1'45.614 | +0.720 |
| 19 | Takaaki Nakagami | JPN | Honda HRC Castrol | Honda | 1'45.664 | +0.770 |
| 20 | Lorenzo Savadori | ITA | Aprilia Racing | Aprilia | 1'45.718 | +0.824 |
| 21 | Ai Ogura | JPN | Trackhouse MotoGP Team | Aprilia | 1'45.802 | +0.908 |
| 22 | Somkiat Chantra | THA | IDEMITSU Honda LCR | Honda | 1'46.799 | +1.905 |
