Bei trockenen Bedingungen, aber bedrohlich dichtem Wolkenhimmel starteten die 125ccm-Piloten in ihr drittes Training zum Grand Prix von Italien. Die Spitzenposition wechselte zunächst munter zwischen Nico Terol, Sandro Cortese, Hector Faubel, Sergio Gadea, Johann Zarco und Efren Vazquez. Nach den 40 Minuten behielt aber Terol mit einer Bestzeit von 1:58.274 Minuten die Oberhand. Der Spanier hatte nach einer Fingerverletzung in Assen das letzte Rennen auslassen müssen, steht aber in Mugello von Beginn an wieder klar an der Spitze. 1.009 Sekunden dahinter folgte Zarco. Vazquez platzierte sich auf dem dritten Rang.

Cortese und Gadea folgten hinter der Spitze an vierter und fünfter Position. Jonas Folger landete auf dem sechsten Rang. Faubel, Danny Kent und die spanischen Rookies Maverick Vinales und Adrian Martin komplettierten die Top-10. Marcel Schrötter belegte den 16. Platz. Fast alle Piloten der kleinen Klasse brauchten aufgrund der Temperaturen am Morgen lange, um ihre Zeiten vom Freitag letztlich noch zu toppen.

Schon nach wenigen Minuten lag Danny Webb im Kies und obwohl er unverletzt blieb und sein Motorrad zurück in die Box schieben konnte, war das Training gelaufen und das Mahindra Team stellte sich vor der Qualifikation einer neuen Aufgabe - das Bike wieder zu flicken. Auch Zarco hatte wenige Minuten vor Ende der Session einen Umweg durch Kies und Gras genommen, konnte aber weiter munter unter den Besten mitmischen. Vier Minuten vor Ende stürzte der junge Italiener Massimo Parziani, auch für ihn war das Training dahin.