De kwalificatie van de zesde ronde van de MotoGP op het circuit van Mugello, dat na een jaar afwezigheid vanwege COVID-19 weer op de kalender stond, zij het met lege tribunes, was er opnieuw geen maat op Fabio Quartararo.
De Monster Energy Yamaha MotoGP coureur had in de vrije training de snelste tijd weliswaar naar Pecco Bagnaia zien gaan, die in de derde vrije training zelfs onder het absolute ronderecord van Marc Marquez uit 2019 was gegaan, maar was toen het er echt om ging de meester op de baan.
In de tweede vliegende ronde van zijn eerste run zette Quartararo een 1'45.481 op de klok, een tijd die pas in de laatste minuten van Q2 zou worden aangescherpt. Met nog anderhalve minuut op de klok reed de Yamaha fabriekscoureur nog eens 3 tiende van zijn eigen tijd af, zette daarmee een nieuw absoluut ronderecord en noteerde daarmee zijn vierde pole position op rij.
Best of the rest was uiteindelijk Pecco Bagnaia, die weliswaar in zijn laatste vliegende ronde eveneens onder zijn eigen recordtijd van FP3 ging, maar 2 tiende op de tijd van Quartararo moest toegeven, terwijl de derde en laatste startplaats op de eerste rij naar Johann Zarco ging.
De slotaanval van Ducati had Aleix Espargaro, die tot dat moment de tweede tijd in handen had gehad, zelfs bijna naar de zesde plaats op de grid teruggezet, ware het niet dat Jack Miller na een sterke eerste en tweede sector het met name in de derde sector liet liggen en 6 honderdste van de Aprilia coureur verstoken bleef.
Op anderhalf tiende van Miller maakte Brad Binder de tweede startrij compleet, hij was slechts 2 duizendste sneller dan teamgenoot Miguel Oliveira geweest. Een enorme opsteker voor KTM, dat voor het eerst dit seizoen met beide coureurs tot Q2 was doorgedrongen.
Opmerkelijk was ook de elfde tijd van Marc Marquez, die na zijn crashes op Jerez en dientengevolge extreem pijnlijke schouder had overwogen zich weer terug te trekken als de doktoren hem dat hadden geadviseerd, toch als beste Honda rijder is gekwalificeerd, na eerst in Q1 aan de bak hebben moeten gaan. Zijn snelste tijd uit Q1 zou hem in Q2 zelfs de 7e plaats op de grid hebben opgeleverd.
MotoGP Mugello, uitslag kwalificatie:
| Rijder | Team | Merk | km/u | Tijd | Verschil | ||
| 1 | Fabio QUARTARARO | FRA | Monster Energy Yamaha MotoGP | Yamaha | 348.3 | 1'45.187 | |
| 2 | Francesco BAGNAIA | ITA | Ducati Lenovo Team | Ducati | 351.7 | 1'45.417 | 0.230 / 0.230 |
| 3 | Johann ZARCO | FRA | Pramac Racing | Ducati | 360.0 | 1'45.432 | 0.245 / 0.015 |
| 4 | Aleix ESPARGARO | SPA | Aprilia Racing Team Gresini | Aprilia | 352.9 | 1'45.538 | 0.351 / 0.106 |
| 5 | Jack MILLER | AUS | Ducati Lenovo Team | Ducati | 358.8 | 1'45.598 | 0.411 / 0.060 |
| 6 | Brad BINDER | RSA | Red Bull KTM Factory Racing | KTM | 357.6 | 1'45.743 | 0.556 / 0.145 |
| 7 | Miguel OLIVEIRA | POR | Red Bull KTM Factory Racing | KTM | 352.9 | 1'45.745 | 0.558 / 0.002 |
| 8 | Alex RINS | SPA | Team SUZUKI ECSTAR | Suzuki | 347.2 | 1'45.996 | 0.809 / 0.251 |
| 9 | Joan MIR | SPA | Team SUZUKI ECSTAR | Suzuki | 354.0 | 1'46.076 | 0.889 / 0.080 |
| 10 | Franco MORBIDELLI | ITA | Petronas Yamaha SRT | Yamaha | 339.6 | 1'46.084 | 0.897 / 0.008 |
| 11 | Marc MARQUEZ | SPA | Repsol Honda Team | Honda | 351.7 | 1'46.125 | 0.938 / 0.041 |
| 12 | Pol ESPARGARO | SPA | Repsol Honda Team | Honda | 349.5 | 1'46.393 | 1.206 / 0.268 |
| Q1 | |||||||
| 13 | Maverick VIÑALES | SPA | Monster Energy Yamaha MotoGP | Yamaha | 340.6 | 1'46.045 | 0.121 / 0.021 |
| 14 | Enea BASTIANINI | ITA | Avintia Esponsorama | Ducati | 358.8 | 1'46.129 | 0.205 / 0.084 |
| 15 | Takaaki NAKAGAMI | JPN | LCR Honda IDEMITSU | Honda | 350.6 | 1'46.195 | 0.271 / 0.066 |
| 16 | Michele PIRRO | ITA | Pramac Racing | Ducati | 355.2 | 1'46.302 | 0.378 / 0.107 |
| 17 | Luca MARINI | ITA | SKY VR46 Avintia | Ducati | 354.0 | 1'46.481 | 0.557 / 0.179 |
| 18 | Danilo PETRUCCI | ITA | Tech 3 KTM Factory Racing | KTM | 347.2 | 1'46.548 | 0.624 / 0.067 |
| 19 | Valentino ROSSI | ITA | Petronas Yamaha SRT | Yamaha | 349.5 | 1'46.770 | 0.846 / 0.222 |
| 20 | Iker LECUONA | SPA | Tech 3 KTM Factory Racing | KTM | 350.6 | 1'47.084 | 1.160 / 0.314 |
| 21 | Lorenzo SAVADORI | ITA | Aprilia Racing Team Gresini | Aprilia | 352.9 | 1'47.146 | 1.222 / 0.062 |
| 22 | Alex MARQUEZ | SPA | LCR Honda CASTROL | Honda | 352.9 | 1'47.216 | 1.292 / 0.070 |