De kwalificatie van de tweede Grand Prix op het circuit van Misano leek op voorhand tussen de twee kemphanen in de titelstrijd Jorge Martin en Pecco Bagnaia te gaan, met de tweevoudig wereldkampioen op zijn thuiscircuit waar hij regelmatig met een Panigale V4 R traint licht in het voordeel.
Al in zijn eerste getimede ronde schitterde Jorge Martin met een tijd onder de 1'31, maar nog geen minuut later gingen Pecco Bagnaia en daarna rookie Acosta onder die tijd door. De “Martinator” reed vervolgens een droomronde en ging met het kleinste verschil van 1 duizendste seconde onder het absolute ronderecord dat Bagnaia op vrijdag op 1'20.286 had gezet.
Terwijl de #89 over de finish brulde, vloog Marc Marquez voor de tweede keer in een half uur tijd van de GP23. Omdat reparatie niet mogelijk was, moest de 8-voudig wereldkampioen in de pits overstappen op zijn tweede machine. Gelukkig voor Marquez had hij net daarvoor de vierde tijd gezet.
De laatste twee ronden draaiden opnieuw uit op een Ducati pole thriller. Met tussentijden van Bagnaia en Martin bleef het een duel om de pole tussen de twee. Pecco Bagnaia zette de snelste ronde ooit op een motor neer. De nummer 1 miste met het kleinste verschil van 31 duizendste seconde de geluidsbarrière van 1'30 minuten, maar zette daarmee wél een nieuw absoluut ronderecord. In de laatste minuut was het Enea Bastianini die van de 10e plaats naar de derde schoot.
Startrij 2 werd ook weer opnieuw bepaald. Pedro Acosta, Brad Binder en Marco Bezzecchi verdrongen Gresini-coureur Marc Marquez op de zevende plaats. Maverick Vinales en Fabio Quartararo starten de twee races naast de winnaar van de laatste twee GP's. Franco Morbidelli, Aleix Espargaro en Miguel Oliveira waren niet opgewassen tegen de snelheid van de koplopers. Het trio eindigde als 10e, 11e en 12e op de grid.
MotoGP Rimini, uitslag kwalificatie:
| Rijder | Team | Merk | Tijd | Verschil | ||
| 1 | Pecco Bagnaia | ITA | Ducati Lenovo Team | Ducati | 1'30.031 | |
| 2 | Jorge Martin | ESP | Prima Pramac Racing | Ducati | 1'30.245 | +0.214 |
| 3 | Enea Bastianini | ITA | Ducati Lenovo Team | Ducati | 1'30.564 | +0.533 |
| 4 | Brad Binder | RSA | Red Bull KTM Factory Racing | KTM | 1'30.636 | +0.605 |
| 5 | Pedro Acosta | ESP | RED BULL GASGAS TECH3 | KTM | 1'30.731 | +0.700 |
| 6 | Marco Bezzecchi | ITA | Pertima Enduro VR46 Racing Team | Ducati | 1'30.837 | +0.806 |
| 7 | Marc Marquez | ESP | Gresini Racing MotoGP | Ducati | 1'30.880 | +0.849 |
| 8 | Maverick Viñales | ESP | Aprilia Racing | Aprilia | 1'30.909 | +0.878 |
| 9 | Fabio Quartararo | FRA | Monster Energy Yamaha MotoGP | Yamaha | 1'30.921 | +0.890 |
| 10 | Franco Morbidelli | ITA | Prima Pramac Racing | Ducati | 1'30.932 | +0.901 |
| 11 | Aleix Espargaro | ESP | Aprilia Racing | Aprilia | 1'31.037 | +1.006 |
| 12 | Miguel Oliveira | POR | Trackhouse Racing | Aprilia | 1'31.114 | +1.083 |
| Q1 | ||||||
| 13 | Fabio Di Giannantonio | ITA | Pertima Enduro VR46 Racing Team | Ducati | 1'31.285 | +0.215 |
| 14 | Luca Marini | ITA | Repsol Honda Team | Honda | 1'31.402 | +0.332 |
| 15 | Johann Zarco | FRA | LCR Honda Castrol | Honda | 1'31.428 | +0.358 |
| 16 | Takaaki Nakagami | JPN | LCR Honda IDEMITSU | Honda | 1'31.450 | +0.380 |
| 17 | Jack Miller | AUS | Red Bull KTM Factory Racing | KTM | 1'31.501 | +0.431 |
| 18 | Joan Mir | ESP | Repsol Honda Team | Honda | 1'31.554 | +0.484 |
| 19 | Augusto Fernandez | ESP | RED BULL GASGAS TECH3 | KTM | 1'31.695 | +0.625 |
| 20 | Raul Fernandez | ESP | Trackhouse Racing | Aprilia | 1'32.061 | +0.991 |
| 21 | Alex Marquez | ESP | Gresini Racing MotoGP | Ducati | 1'32.332 | +1.262 |