Auch die letzte Session vor dem Rennen in Laguna Seca ging klar an Casey Stoner. Der Australier war bei kühlen Bedingungen diesmal rund sechs Zehntel vor seinem nächsten Verfolger, der wieder einmal den Namen Valentino Rossi trug. Chris Vermeulen untermauerte seine Podestambitionen im Warm-up mit Platz drei, wobei er die Konkurrenz direkt im Nacken hatte - so wie auch Rossi, der lediglich elf Tausendstel vor Vermeulen lag. Marco Melandri hatte am Morgen seine Rennpace wiedergefunden und sich auf Rang vier gefahren, nur knapp neun Hundertstel hinter dem Suzuki-Piloten direkt vor ihm.

Auch eine dritte Ducati fand sich weit vorne. Zwar lag Sylvain Guintoli bereits drei Zehntel hinter Melandri, war aber auf Rang fünf. Dem Franzosen folgten Shinya Nakano, Loris Capirossi, Randy de Puniet, Nicky Hayden und Jorge Lorenzo auf den weiteren Top Ten Plätzen. Jamie Hacking und Ben Spies fanden sich auf den Positionen elf und zwölf wieder und deuteten damit an, dass ihr freundschaftliches Privatduell interessant werden könnte. Der am Samstag gestürzte Alex de Angelis erreichte mit seinem gebrochenen Daumen Platz 13. Am Ende des Feldes lagen Andrea Dovizioso, Colin Edwards, Toni Elias, James Toseland und Anthony West.