Tony Arbolino, de 17 años y que llegó la pasada temporada al Mundial de la mano del padre de Marco Simoncelli (Paolo), con el que no acabó la pasada temporada por desavenencias, ha sabido aprovecharse de las peculiares y complicadas condiciones del trazado argentino para lograr el mejor tiempo con un registro de 1:53.782.
El mejor español de la categoría en esta ocasión fue Arón Canet (Estrella Galicia 0'0 Honda) con un tiempo de 1:54.380 y el líder del mundial, el también español Jorge Martín (Honda), acabó tras éste con un cronometro de 1:54.388.
Al igual que durante los últimos entrenamientos libres, las condiciones de la pista no fueron las más apropiadas para los pilotos, puesto que no mejoró demasiado la situación en los oficiales, si bien los registros de casi todos se fueron acercando poco a poco a los mejores del primer día.
Arbolino fue el primer líder con cierta solvencia al rodar en 1:56.617 en su quinta vuelta, y una más tarde lo rebajó hasta 1:55.969, aunque lo mejor de la sesión estaba todavía por llegar, pues según pasaron los minutos el asfalto se fue secando y los registros mejoraron notablemente.
El argentino Gabriel Rodrigo (KTM) fue el siguiente líder, pero la lucha por la "supremacía" de la categoría había comenzado y los cambios en la clasificación se sucedieron desde entonces de manera constante con numerosos nombres propios, destacando durante algunos minutos la presencia en las posiciones de cabeza de Albert Arenas (KTM), junto a otros como los italianos Marco Bezzecchi (KTM) o Enea Bastianini (Honda).
El pupilo de Aspar en el equipo Ángel Nieto se fracturó la clavícula durante los entrenamientos del Gran Premio de Catar y, operado de la misma y a pesar del escaso tiempo de recuperación transcurrido, decidió acudir a la cita argentina, en la que por momentos y en esta sesión oficial de pruebas llegó a estar segundo, si bien acabó duodécimo, con todo un gran resultado a tenor de sus condiciones físicas, justo tras otro español, Jaume Masiá (KTM).
Con más trabajo para lograr la mejor puesta a punto se vio entrar y salir de sus talleres tanto a Arón Canet (Estrella Galicia 0'0 Honda) como a Jorge Martín (Honda), sexto y séptimo, respectivamente, si bien es cierto que como suele ser habitual en esta categoría, en los últimos minutos de la tanda oficial todos los pilotos se aplicarían a fondo para dar un giro radical a la formación de salida para el gran premio argentino.
En esa lucha quien volvió salir beneficiado fue el piloto transalpino, que en su duodécima vuelta logró un tiempo que ninguno de sus rivales pudo ya batir y que le permitió conseguir la primera mejor clasificación de entrenamientos de la temporada por delante de su compatriota Marco Bezzecchi y del local "Gaby" Rodrigo. Alonso López (Estrella Galicia 0'0 Honda), quien cumple su primera participación al completo en el mundial, mejoró notablemente respecto al primer día, cuando ocupó el "farolillo rojo" de la clasificación, aunque las condiciones de la pista y la lluvia que comenzó a caer nuevamente casi al final de la sesión le condenaron a no poder mejorar el vigésimo primer puesto, con Marcos Ramírez (KTM), vigésimo sexto.
Clasificación entrenamientos cronometrados Gran Premio Argentina Moto3:
| Pos. | Piloto | País | Equipo | Moto | Tiempo | Gap 1st/Prev. |
| 1 | Tony ARBOLINO | ITA | Marinelli Snipers Team | Honda | 1'53.782 | |
| 2 | Marco BEZZECCHI | ITA | Redox PruestelGP | KTM | 1'54.088 | 0.306 / 0.306 |
| 3 | Gabriel RODRIGO | ARG | RBA BOE Skull Rider | KTM | 1'54.330 | 0.548 / 0.242 |
| 4 | Adam NORRODIN | MAL | Petronas Sprinta Racing | Honda | 1'54.346 | 0.564 / 0.016 |
| 5 | Enea BASTIANINI | ITA | Leopard Racing | Honda | 1'54.361 | 0.579 / 0.015 |
| 6 | Fabio DI GIANNANTONIO | ITA | Del Conca Gresini Moto3 | Honda | 1'54.363 | 0.581 / 0.002 |
| 7 | Niccolò ANTONELLI | ITA | SIC58 Squadra Corse | Honda | 1'54.366 | 0.584 / 0.003 |
| 8 | Aron CANET | SPA | Estrella Galicia 0,0 | Honda | 1'54.380 | 0.598 / 0.014 |
| 9 | Jorge MARTIN | SPA | Del Conca Gresini Moto3 | Honda | 1'54.388 | 0.606 / 0.008 |
| 10 | Andrea MIGNO | ITA | Angel Nieto Team Moto3 | KTM | 1'54.562 | 0.780 / 0.174 |
| 11 | Jaume MASIA | SPA | Bester Capital Dubai | KTM | 1'54.568 | 0.786 / 0.006 |
| 12 | Albert ARENAS | SPA | Angel Nieto Team Moto3 | KTM | 1'54.649 | 0.867 / 0.081 |
| 13 | Ayumu SASAKI | JPN | Petronas Sprinta Racing | Honda | 1'54.799 | 1.017 / 0.150 |
| 14 | Dennis FOGGIA | ITA | SKY Racing Team VR46 | KTM | 1'54.988 | 1.206 / 0.189 |
| 15 | Lorenzo DALLA PORTA | ITA | Leopard Racing | Honda | 1'55.323 | 1.541 / 0.335 |
| 16 | Livio LOI | BEL | Reale Avintia Academy | KTM | 1'55.458 | 1.676 / 0.135 |
| 17 | Kazuki MASAKI | JPN | RBA BOE Skull Rider | KTM | 1'55.514 | 1.732 / 0.056 |
| 18 | Jakub KORNFEIL | CZE | Redox PruestelGP | KTM | 1'55.516 | 1.734 / 0.002 |
| 19 | Tatsuki SUZUKI | JPN | SIC58 Squadra Corse | Honda | 1'55.604 | 1.822 / 0.088 |
| 20 | Philipp OETTL | GER | Sudmetal Schedl GP Racing | KTM | 1'55.800 | 2.018 / 0.196 |
| 21 | Alonso LOPEZ | SPA | Estrella Galicia 0,0 | Honda | 1'55.982 | 2.200 / 0.182 |
| 22 | John MCPHEE | GBR | CIP - Green Power | KTM | 1'56.107 | 2.325 / 0.125 |
| 23 | Nakarin ATIRATPHUVAPAT | THA | Honda Team Asia | Honda | 1'56.176 | 2.394 / 0.069 |
| 24 | Kaito TOBA | JPN | Honda Team Asia | Honda | 1'56.222 | 2.440 / 0.046 |
| 25 | Darryn BINDER | RSA | Red Bull KTM Ajo | KTM | 1'56.333 | 2.551 / 0.111 |
| 26 | Marcos RAMIREZ | SPA | Bester Capital Dubai | KTM | 1'56.478 | 2.696 / 0.145 |
| 27 | Nicolo BULEGA | ITA | SKY Racing Team VR46 | KTM | 1'57.976 | 4.194 / 1.498 |
| 28 | Makar YURCHENKO | KAZ | CIP - Green Power | KTM | 2'00.087 | 6.305 / 2.111 |
