Nachdem Niccolo Antonelli die Führung an den ersten beiden Testtagen in Valencia innehatte, übernahm Jack Miller am Donnerstag. Zum Abschluss legte der Red Bull KTM Ajo Pilot eine schnellste Runde von 1:39.773 Minuten vor und führte damit erneut eine KTM-Armada an. Romano Fenati platzierte die österreichische Maschine des Sky Racing Team by VR 46 auf Position zwei. Der Italiener verlor 0.235 Sekunden auf Miller. Juanfran Guevara folgte mit 0.339 Sekunden Rückstand auf Rang drei und nur wenige Hundertstelsekunden vor Antonelli, der weiterhin schnell unterwegs war.

Isaac Vinales sicherte sich den fünften Rang vor Miguel Oliveira, der die KTM-Dominanz auf seiner Mahindra mit der sechstschnellsten Zeit als Erster durchbrach. Fancesco Bagnaia fuhr nur 0.030 Sekunden schneller als Philipp Öttl, der sich mit nur 0.867 Sekunden Rückstand zur Spitze erneut steigern konnte. Danny Kent und Livio Loi sicherten sich die letzten Plätze unter den schnellsten Zehn. Eric Granado fuhr zu Rang elf.

Alex Rins war schnellster Honda Pilot und fuhr mit 0.938 Sekunden Rückstand zu Position zwölf, gefolgt von Enea Bastianini, Efren Vazquez und Jakub Kornfeil. Karel Hanika, der sich am ersten Tag das rechte Handgelenk angeschlagen hatte und ursprünglich frühzeitig aufgeben wollte, gab sich und seiner Hand noch eine Chance und fuhr am Testende sogar auf Platz 21. Das Kiefer-Duo aus Gabriel Ramos und Luca Grünwald landete auf den Plätzen 26 und 30. Der Deutsche musste einen Sturz wegstecken und kam nicht weiter als 2.778 Sekunden an Miller heran.

1 Jack MILLER AUS Red Bull KTM Ajo KTM 1:39.773
2 Romano FENATI ITA Sky Racing Team by VR46 KTM 1:40.008 0.235
3 Juanfran GUEVARA SPA Mapfre Aspar Team Moto3 KALEX-KTM 1:40.112 0.339
4 Niccolo ANTONELLI ITA Junior Team GO&FUN Moto3 KTM 1:40.127 0.354
5 Isaac VIÑALES SPA Calvo Team KTM 1:40.464 0.691
6 Miguel OLIVEIRA POR Mahindra Racing MAHINDRA 1:40.533 0.760
7 Francesco BAGNAIA ITA Sky Racing Team by VR46 KTM 1:40.610 0.837
8 Philipp OETTL GER Interwetten Paddock Moto3 KALEX-KTM 1:40.640 0.867
9 Danny KENT GBR Red Bull Husqvarna Ajo HUSQVARNA 1:40.675 0.902
10 Livio LOI BEL Marc VDS Racing Team KALEX-KTM 1:40.675 0.902
11 Eric GRANADO BRA Calvo Team KTM 1:40.694 0.921
12 Alex RINS SPA Estrella Galicia 0.0 HONDA 1:40.711 0.938
13 Enea BASTIANINI ITA Junior Team GO&FUN Moto3 KTM 1:40.722 0.949
14 Efren VAZQUEZ SPA Saxoprint-RTG HONDA 1:40.822 1.049
15 Jakub KORNFEIL CZE Calvo Team KTM 1:40.876 1.103
16 Brad BINDER RSA Ambrogio Racing MAHINDRA 1:41.115 1.342
17 John McPHEE GBR Saxoprint-RTG HONDA 1:41.170 1.397
18 Niklas AJO FIN Avant Tecno Husqvarna Ajo HUSQVARNA 1:41.184 1.411
19 Arthur SISSIS AUS Mahindra Racing MAHINDRA 1:41.210 1.437
20 Ana CARRASCO SPA RW Racing GP KALEX-KTM 1:41.214 1.441
21 Karel HANIKA CZE Red Bull KTM Ajo KTM 1:41.258 1.485
22 Hafiq AZMI MAL SIC-Ajo KTM 1:41.358 1.585
23 Alex MARQUEZ SPA Estrella Galicia 0.0 HONDA 1:41.480 1.707
24 Alessandro TONUCCI ITA CIP Moto3 MAHINDRA 1:41.840 2.067
25 Zulfahmi KHAIRUDDIN MAL Ongetta-AirAsia HONDA 1:41.973 2.200
26 Gabriel RAMOS VEN Kiefer Racing KALEX-KTM 1:42.183 2.410
27 Bryan SCHOUTEN NED CIP Moto3 MAHINDRA 1:42.392 2.619
28 Alexis MASBOU FRA Ongetta-Rivacold HONDA 1:42.404 2.631
29 Jules DANILO FRA Ambrogio Racing MAHINDRA 1:42.545 2.772
30 Luca GRUNWALD GER Kiefer Racing KALEX-KTM 1:42.551 2.778
31 Scott DEROUE NED RW Racing GP KALEX-KTM 1:43.004 3.231
32 Andrea LOCATELLI ITA San Carlo Team Italia MAHINDRA 1:43.293 3.520
33 Matteo FERRAR ITA San Carlo Team Italia MAHINDRA 1:43.424 3.651