Marc Márquez ha logrado el mejor tiempo en el FP3 de MotoGP en San Marino, seguido muy de cerca de su compañero de equipo Dani Pedrosa, demostrando el dominio de las Honda oficiales sobre las Yamaha de fábrica, que han estrenado el cambio "seamless". Jorge Lorenzo y Valentino Rossi se han tenido que conformar con el tercer y cuarto puesto, respectivamente. El doble campeón del mundo, aunque no está tan lejos, se ha pasado todos los entrenamientos con el rostro contrariado. Peor le han ido las cosas a Cal Crutchlow, décimo segundo, y que se la tendrá que jugar en la Q1 si quiere pasar a la Q2 a la que han pasado directamente Andrea Dovizioso, Álvaro Bautista, Stefan Bradl, Andrea Iannone, Aleix Espargaró y Nicky Hayden.
| POS | PILOTO | MOTO | TIEMPO/DIF |
| 1 | M.MARQUEZ | HONDA | 1'33.975 |
| 2 | D.PEDROSA | HONDA | 0.149 |
| 3 | J.LORENZO | YAMAHA | 0.249 |
| 4 | V.ROSSI | YAMAHA | 0.382 |
| 5 | A.DOVIZIOSO | DUCATI | 0.473 |
| 6 | A.BAUTISTA | HONDA | 0.594 |
| 7 | S.BRADL | HONDA | 0.660 |
| 8 | A.IANNONE | DUCATI | 0.756 |
| 9 | A.ESPARGARO | ART | 0.757 |
| 10 | N.HAYDEN | DUCATI | 0.847 |
| 11 | M.PIRRO | DUCATI | 0.914 |
| 12 | C.CRUTCHLOW | YAMAHA | 0.933 |
| 13 | B.SMITH | YAMAHA | 1.088 |
| 14 | D.PETRUCCI | IODA-SUTER | 1.756 |
| 15 | H.BARBERA | FTR | 1.762 |
| 16 | C.EDWARDS | FTR KAWASAKI | 2.002 |
| 17 | H.AOYAMA | FTR | 2.039 |
| 18 | C.CORTI | FTR KAWASAKI | 2.147 |
| 19 | R.DE PUNIET | ART | 2.308 |
| 20 | Y.HERNANDEZ | ART | 2.856 |
| 21 | K.ABRAHAM | ART | 3.170 |
| 22 | M.LAVERTY | PBM | 3.359 |
| 23 | B.STARING | FTR HONDA | 3.378 |
| 24 | L.PESEK | IODA-SUTER | 3.928 |