Rechtzeitig zur letzten Session vor dem Rennen löste Casey Stoner Dani Pedrosa im MotoGP-Warm-Up an der Spitze der Zeitenliste ab. Der Australier fuhr eine Bestzeit von 2:02.338 Minuten und lag damit 0,272 Sekunden vor seinem Teamkollegen, der das Rennen von Pole starten wird. Da Andrea Dovizioso mit einigen technischen Problemen zu kämpfen hatte, gab es diesmal auch kein Repsol Honda 1-2-3. Stattdessen war Hiroshi Aoyama 0,552 Sekunden hinter Stoner Dritter.
Platz vier ging an einen einigermaßen gut gelaunten Nicky Hayden, der sein gutes Gefühl auf der Ducati anscheinend auch in den Sonntag retten konnte. Alvaro Bautista, Colin Edwards, Marco Simoncelli und Hector Barbera fuhren noch in die Top-8, Dovizioso folgte erst auf der neunten Position. Den letzten Platz in den Top-10 angelte sich Loris Capirossi. Nicht ganz so gut wie am Samstag ging es Valentino Rossi. Hatte er sich am Qualifying-Tag noch einigermaßen gut auf der Maschine gefühlt, landete er im Warm-Up hinter Cal Crutchlow und Randy de Puniet nur auf Platz 13.
Hinter dem Ducati-Piloten waren nur noch Toni Elias, Karel Abraham und Katsuyuki Nakasuga zu finden. Ben Spies hatte seine weitere Teilnahme am Wochenende nach dem Qualifying abgesagt, da er noch zu sehr unter den Rippenverletzungen von Australien litt und mit einem weiteren Sturz nicht das Wochenende und die Tests in Valencia gefährden wollte. John Hopkins hatte bereits nach dem Freitag zurückziehen müssen, da seine Fingerverletzung von Brünn wieder aufgebrochen war.
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