Marc Marquez menduduki puncak FP3 dengan lap rekor baru di Mugello, sedangkan Maverick Vinales dipaksa mengikuti Q1.
Vinales mengakhiri FP2 tercepat kedua di hari Jumat, tetapi tidak bisa meningkatkan catatan waktunya di FP3 sehingga harus tersingkir dari 10 besar.
Setelah secara meyakinkan menduduki posisi puncak dikedua sesi Jumat, Andrea Iannone memimpin lebih dulu enam menit awal FP3 sebelum akhirnya dikalahkan Marquez
Saat sesi FP3 mendekati akhir para pembalap mengganti ban dengan soft-tire di akhir sesi, Catatan waktu Iannone akhirnya dilampaui oleh rekan senegaranya Valentino Rossi, di ikuti Lorenzo ditempat ketiga.
Tak lama kemudian, pembalap Honda Marquez mencatat waktu lap terbaik akhir pekan sejauh ini, melampaui kecepatan Iannone hari Jumat dengan 1 m 46.439 detik.
Catatan tersebut juga melampaui rekor pole, yang juga diraih oleh Iannone, di Ducati pada tahun 2015.
| Pos | # | Rider | Bike | Laps | Time | Gap |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 93 | Marc Marquez | Honda | 20 | 1’46.439 | |
| 2 | 46 | Valentino Rossi | Yamaha | 20 | 1’46.775 | 0.336 |
| 3 | 99 | Jorge Lorenzo | Ducati | 17 | 1’46.782 | 0.343 |
| 4 | 29 | Andrea Iannone | Suzuki | 19 | 1’46.790 | 0.351 |
| 5 | 5 | Johann Zarco | Yamaha | 18 | 1’46.863 | 0.424 |
| 6 | 9 | Danilo Petrucci | Ducati | 18 | 1’46.946 | 0.507 |
| 7 | 35 | Cal Crutchlow | Honda | 18 | 1’46.946 | 0.507 |
| 8 | 21 | Franco Morbidelli | Honda | 17 | 1’46.987 | 0.548 |
| 9 | 42 | Alex Rins | Suzuki | 18 | 1’47.056 | 0.617 |
| 10 | 4 | Andrea Dovizioso | Ducati | 16 | 1’47.086 | 0.647 |
| 11 | 43 | Jack Miller | Ducati | 16 | 1’47.134 | 0.695 |
| 12 | 26 | Dani Pedrosa | Honda | 19 | 1’47.227 | 0.788 |
| 13 | 41 | Aleix Espargaro | Aprilia | 16 | 1’47.248 | 0.809 |
| 14 | 25 | Maverick Viñales | Yamaha | 21 | 1’47.249 | 0.810 |
| 15 | 30 | Takaaki Nakagami | Honda | 21 | 1’47.257 | 0.818 |
| 16 | 55 | Hafizh Syahrin | Yamaha | 15 | 1’47.269 | 0.830 |
| 17 | 53 | Tito Rabat | Ducati | 22 | 1’47.460 | 1.021 |
| 18 | 17 | Karel Abraham | Ducati | 18 | 1’48.019 | 1.580 |
| 19 | 44 | Pol Espargaro | KTM | 18 | 1’48.093 | 1.654 |
| 20 | 45 | Scott Redding | Aprilia | 16 | 1’48.148 | 1.709 |
| 21 | 19 | Alvaro Bautista | Ducati | 19 | 1’48.194 | 1.755 |
| 22 | 38 | Bradley Smith | KTM | 17 | 1’48.534 | 2.095 |
| 23 | 12 | Thomas Luthi | Honda | 19 | 1’48.799 | 2.360 |
| 24 | 10 | Xavier Simeon | Ducati | 19 | 1’49.224 | 2.785 |