Mit einer Bestzeit von 1:53.389 Minuten warThomas Lüthi der Spitzenreiter im Warm-Up am Sonntagmorgen in Mugello. Andrea Iannone und Claudio Corti unterboten sich ebenso regelmäßig mit ihren Rundenzeiten im italienischen Duell. Schließlich sicherte sich Iannone mit 0.070 Sekunden Rückstand auf Lüthi Platz zwei. Pol Espargaro konnte sich in seiner letzten Runde noch auf den dritten Rang schieben.

Corti musste mit Platz vier Vorlieb nehmen. Nico Terol verbesserte seine Runden bis auf Position fünf, gefolgt von Marc Marquez und Takaaki Nakagami. Alex de Angelis fuhr die achtschnellste Zeit. Simone Corsi folgte als Neunter und Scott Redding komplettierte die Top-10. Dominique Aegerter reihte sich auf Platz 18 ein, damit war er noch zwei Zehntel schneller als Randy Krummenacher, der auf 20 kam.

Max Neukirchner verlor in der engen Warm-Up-Session nur 1.633 Sekunden auf Lüthi und belegte damit Rang 23. Marco Colandrea nahm Platz 29 ein. Gino Rea machte einen kurzen Ausflug durch den Kies, MZ-Pilot Massimo Roccoli, Ricky Cardus und Axel Pons stürzten.