MotoGP第13戦サンマリノGP、MotoGPクラスは、イタリアのミサノ・ワールド・サーキット‐マルコ・シモンチェリで2日目の予選を行ない、マーベリック・ビニャーレス（ヤマハ）が1分32秒439でポールポジションを獲得した。
MotoGPクラスの3回のフリー走行で総合トップに立ったのは、フリー走行3回目でトップタイムを記録したマルク・マルケス（ホンダ）。総合11番手以下のライダーによって争われるQ1はジョナス・フォルガー（ヤマハ）がトップ、ジャック・ミラー（ホンダ）が2番手で終了したが、フォルガーとミラーのベストラップが、コースリミットオーバーによりキャンセルとなり、アルバロ・バウティスタ（ドゥカティ）とカレル・アブラハム（ドゥカティ）が繰り上がって、Q2に進出することになった。
Q2は気温25度、路面温度37度のドライコンディションで争われた。1回目のアタックでまずトップに立ったのはホルヘ・ロレンソ（ドゥカティ）。しかし、直後にビニャーレス（ヤマハ）がトップに立ち、さらにダニ・ペドロサ（ホンダ）がファステストを更新。ビニャーレスがすぐにトップを奪還するが、マルケスが逆転してトップに浮上し1回目のアタックを終える。
ロレンソは2回目のアタックにも一番で出るが、自己ベストを更新したものの、ファステスト更新はならず。残り2分となったところでアンドレア・ドビジオーゾ（ドゥカティ）がファステストを更新してトップに浮上するが、終了直前、ビニャーレスが最後のアタックで1分32秒439を記録、第6戦イタリアGP以来となる今シーズン4回目のポールポジションを獲得した。
2番手に1分32秒601でドビジオーゾ、3番手に1分32秒636でマルク・マルケス（ホンダ）が続いたが、マルケスは最後のアタックラップ中に13コーナーで転倒、ここでアタック終了となった。
4番手に1分32秒768でカル・クラッチロー（ホンダ）が続き、ロレンソは1分32秒792で5番手に。6番手に1分32秒885でヨハン・ザルコ（ヤマハ）、7番手に1分32秒992でダニ・ペドロサ（ホンダ）、8番手に1分32秒997でダニロ・ペトルッチ（ドゥカティ）、9番手に1分33秒149でアレイシ・エスパルガロ（アプリリア）の順で続き、Q1トップのバウティスタが1分33秒417で10番手となった。
ワイルドカード参戦のドゥカティのテストライダー、ミケーレ・ピロ（ドゥカティ）は1分33秒491で11番手、アブラハムが1分34秒374で12番手と、ここまでがQ2のタイム順でグリッドを決定。
以下、Q1のタイム順にエクトル・バルベラ（ドゥカティ）が1分33秒920で13番手、ミラーはベストラップキャンセルで、1分33秒933で14番手、ロリス・バズ（ドゥカティ）が1分33秒946で15番手、フォルガーもべトラップキャンセルで1分33秒987で16番手となった。
17番手に1分34秒080でポル・エスパルガロ（KTM）、18番手に1分34秒095でティト・ラバット（ホンダ）、19番手に1分34秒132でスコット・レディング（ドゥカティ）、20番手に1分34秒138でアレックス・リンス（スズキ）、21番手に1分34秒148でアンドレア・イアンノーネ（スズキ）、22番手に1分34秒507でブラドリー・スミス（KTM）の順で続き、サム・ロウズ（アプリリア）はQ1のセッション序盤に最終コーナーで転倒、1分35秒659で23番手となった。
