Aunque en los tres primeros libres no había estado en los primeros puestos, Luis Salom ha realizado unos grandes entrenamientos cronometrados que le han valido para conseguir la pole de Moto3 en el Gran Premio de Australia, seguido de Jonas Folger y de Efrén Vázquez, que en el último instante le ha robado la partida a Maverick Viñales. Alex Rins finalmente ha terminado quinto e Isaac Viñales, sexto. Ana Carrasco ha vuelto a dar una alegría a sus incondicionales al colarse en la tercera línea con un séptimo puesto.
| POS | PILOTO | MOTO | TIEMPO/DIF |
| 1 | Luis SALOM | KTM | 1'36.890 |
| 2 | Jonas FOLGER | KALEX KTM | 0.378 |
| 3 | Efren VAZQUEZ | MAHINDRA | 0.402 |
| 4 | Maverick VIÑALES | KTM | 0.471 |
| 5 | Alex RINS | KTM | 0.492 |
| 6 | Isaac VIÑALES | FTR HONDA | 0.653 |
| 7 | Ana CARRASCO | KTM | 0.654 |
| 8 | Miguel OLIVEIRA | MAHINDRA | 0.663 |
| 9 | Zulfahmi KHAIRUDDIN | KTM | 0.795 |
| 10 | Jack MILLER | FTR HONDA | 0.857 |
| 11 | Alexis MASBOU | FTR HONDA | 0.884 |
| 12 | Niccolò ANTONELLI | FTR HONDA | 0.957 |
| 13 | Alex MARQUEZ | KTM | 0.985 |
| 14 | Jakub KORNFEIL | KALEX KTM | 1.184 |
| 15 | Brad BINDER | MAHINDRA | 1.187 |
| 16 | Arthur SISSIS | KTM | 1.221 |
| 17 | Romano FENATI | FTR HONDA | 1.234 |
| 18 | Alan TECHER | TSR HONDA | 1.274 |
| 19 | John MCPHEE | FTR HONDA | 1.292 |
| 20 | Philipp OETTL | KALEX KTM | 1.368 |
| 21 | Niklas AJO | KTM | 1.482 |
| 22 | Francesco BAGNAIA | FTR HONDA | 1.598 |
| 23 | Livio LOI | KALEX KTM | 1.747 |
| 24 | Matteo FERRARI | FTR HONDA | 1.811 |
| 25 | Jasper IWEMA | KALEX KTM | 1.863 |
| 26 | Eric GRANADO | KALEX KTM | 1.912 |
| 27 | Luca GRUENWALD | KALEX KTM | 1.923 |
| 28 | Lorenzo BALDASSARRI | FTR HONDA | 1.945 |
| 29 | Toni FINSTERBUSCH | KALEX KTM | 2.002 |
| 30 | Luca AMATO | MAHINDRA | 2.338 |
| 31 | Juanfran GUEVARA | TSR HONDA | 2.387 |
| 32 | Hyuga WATANABE | FTR HONDA | 2.460 |
| 33 | Hafiq AZMI | FTR HONDA | 4.055 |
| 34 | Lachlan KAVNEY | BULLET | 6.531 |