Zum Warm-Up am Sonntagmorgen wurden die Moto3-Piloten zum ersten Mal am Wochenende zum San Marino GP von einer komplett trockenen Strecke empfangen. Dabei übernahm Sandro Cortese mit einer schnellsten Runde von 1:45.191 Minuten in seinem letzten Umlauf die Spitze. Maverick Vinales hatte sich von seinen Technikproblemen am Samstag erholt und folgte 0.046 Sekunden hinter Cortese auf Platz zwei.

Alex Rins belegte Rang drei vor Jonas Folger. Efren Vazquez komplettierte die Top-5. Louis Rossi steigerte sich auf Position sechs vor Miguel Oliveira, Romano Fenati, Arthur Sissis und Danny Kent. Luis Salom kam auf Platz elf, gefolgt von Hector Faubel, Alex Marquez, Jakub Kornfeil und Zulfahmi Khairuddin. Erst Alberto Moncayo auf Position 16 verlor über eine Sekunde auf Cortese.

Toni Finsterbusch büßte 2.237 Sekunden auf seinen Landsmann ein und landete auf Platz 26. Giulian Pedone folgte drei Ränge weiter hinten. Jack Miller warf seine Honda einmal mehr in den Kies. Auch Alessandro Tonucci stürzte.