Marquez a legvégén happolta el a pole-t Quartararo elől, Rossi 18.

Már a Q1-ben is nagy nevek gurultak pályára a MotoGP Olasz Nagydíjának időmérőjén: a szabadedzések összesítése alapján Andrea Doviziosónak, Valentino Rossinak, Alex Rinsnek és Jorge Lorenzónak is jelenése volt az etapban. Nem szabadott leírni még a Ducati szabadkártyásként szereplő tesztmotorosát, Michele Pirrót sem, aki az első körök után remek idővel vezetett. Végül ki is harcolta a továbbjutást, miután a fináléban csak Dovizioso előzte meg őt öt ezredmásodperccel. Az összetettben jól állók közül Rins a 13., Rossi pedig csak a 18. helyre kvalifikálta magát – ennél hátrébbról csak büntetés miatt rajtolt karrierje során –, míg Lorenzo a 17. pozícióból startolhat majd, Johann Zarco pedig egy nagy tempójú kicsúszással zárta a negyedórás tréninget.
 
A Q2 elején Marc Marquez rögtön bemutatott egy elég kemény előzést Doviziosóval szemben, a vezetést azonban nem ő, hanem Fabio Quartararo ragadta magához: a Petronas Yamaha SRT franciája rögtön két pályacsúccsal nyitott, ő lett az első, aki 1:45-ös körre volt képes Mugellóban. A hajrában azonban hiába javított tovább az újonc, a Dovizioso szélárnyékát is kihasználó Marquez 1:45,5-ös időt repesztett, ezzel pedig elhappolta a pole-t Quartararo elől. Az első sort Danilo Petrucci teszi teljessé vasárnap, a másodikba pedig Franco Morbidelli, Jack Miller és Cal Crutchlow kvalifikálta magát. Maverick Vinales a hetedik, Dovizioso a kilencedik helyen zárt, a KTM-mel az edzéseken remeklő Pol Espargaro végül nem fért be a top 10-be.
 
Az időmérő edzés összesített végeredménye: