予選のQ1は気温14度、路面温度21度で始まった。2021年シーズン初のウエットコンディションでの予選である。Q1から予選に挑むのは、チーム・スズキ・エクスターのミルとリンス、バニャイアといった面々である。
序盤はミル、リンスのスズキ勢がトップ2を占める。しかし残り時間が5分になるころ、アレイシ・エスパルガロ（アプリリア・レーシング・チーム・グレシーニ）がトップタイムをマーク。さらにダニロ・ペトルッチ（テック3・KTM・ファクトリーレーシング）が2番手に浮上する。
残り時間が1分を切ると、ミル、ルカ・マリーニ（スカイ・VR46・アビンティア）などがタイムを更新。こうしたなかで、アレイシ・エスパルガロ、さらにセッション序盤に転倒を喫したサバドーリが2番手に浮上。サバドーリはその翌周にもタイムを更新。トップに立った。さらにマリーニが最後のアタックで2番手タイムをマーク。サバドーリ、マリーニのふたりがQ2進出を決めた。
アレイシ・エスパルガロは3番手で、惜しくもアプリリアそろってのQ2進出はならなかった。ミルは最後のアタックで一時2番手に浮上したが、最終的には4番手、リンスは5番手。そしてチャンピオンシップリーダーであるバニャイアは苦戦し、6番手だった。
天候はQ1の途中から回復していったが、Q2のスタートではほとんどのライダーがレインタイヤを選択。しかし、モルビデリ、バレンティーノ・ロッシ（ペトロナス・ヤマハSRT））のふたりがスリックタイヤを履いてアタックに入る。
さらに、状況を見守っていたミラーやポル・エスパルガロ、マルク・マルケス、中上などがスリックタイヤでコースイン。いったんレインタイヤでコースインしたライダーもピットに戻ってスリックタイヤに履き替える、慌ただしい予選となった。
すべてのライダーがスリックタイヤに履き替えてアタックに入ったころには、すでに残り時間8分。まず、ミラーがターゲットタイムとなる1分35秒472を記録する。ミラーはその後もタイムを更新し続けるが、そのタイムをポル・エスパルガロが上回ってトップに立った。
残り時間3分、マルク・マルケスがここでトップタイムを叩き出す。さらに中上が2番手に続き、3番手がポル・エスパルガロ。ホンダ勢がトップ3を占める状況となった。しかし、最後のアタックでマーベリック・ビニャーレス（モンスターエナジー・ヤマハMotoGP）が1番手に飛び込む。続いてクアルタラロが1分32秒600を叩き出し、トップに躍り出た。
路面状況の判断が難しいなか、クアルタラロが母国グランプリでポールポジションを獲得。3戦連続のポールシッターとなった。ビニャーレスはスリックタイヤに履き替えるタイミングが遅れたものの、最後には2番手のタイムをマーク。さらに同じく最後のアタックでミラーが3番手に浮上した。
4番手はモルビデリ。5番手にはこちらも母国グランプリであるヨハン・ザルコ（プラマック・レーシング）がつけた。マルク・マルケスは最終的に6番手。中上は7番手、ポル・エスパルガロは終盤に転倒を喫して8番手だった。
