Marco Bezzecchi zette de beste tijd neer in de trainingssessie van MotoGP voor de Grand Prix van San Marino op het circuit van Misano. De Italiaanse coureur van Aprilia zette in de slotminuten een snelle tijd neer om de leiding over te nemen, terwijl Marc Márquez krachten spaarde na een goede tijd in zijn eerste run.
De weersomstandigheden verbeterden licht ten opzichte van de ochtend, met 25 graden luchttemperatuur en 35 graden op het asfalt. De meeste coureurs kozen voor een medium voorband en zachte achterband om de combinatie voor de sprint te testen. Bezzecchi begon echter met twee mediumbanden en nam al snel de leiding.
Álex Márquez reageerde met dezelfde bandenkeuze en hield een intens duel met zijn landgenoot. Halverwege de sessie monteerde Bezzecchi de zachte band en verbeterde met marge op de tweevoudig wereldkampioen.
Jorge Martín testte opnieuw de staart die Aprilia na de zomer presenteerde. De leider in het kampioenschap had het tijdens de hele sessie moeilijk en stond met nog enkele minuten te gaan buiten de top 10. In zijn laatste poging raakte hij bijna de grond met de kiel en wist hij zich met slechts veertien duizendsten te kwalificeren ten opzichte van Enea Bastianini.
Marc Márquez gebruikte de sessie om kleine aanpassingen te testen zoals remschijven en steunpunten op de tank. Hij vond zijn doel bereikt en monteerde geen nieuwe banden of forceerde in de laatste run. Álex Márquez daarentegen deed wel een laatste aanpassing om net achter zijn broer te eindigen in de klassering.
De top 10 zag er als volgt uit: Bezzecchi, Marc Márquez, Álex Márquez, Di Giannantonio, Morbidelli, Acosta, Marini, Zarco, Pol Espargaró en Martín. Buiten die groep bleven coureurs als Bagnaia, die het tijdens de hele sessie moeilijk had, en anderen die via de herkansing moeten.
In Moto3 domineerde Almansa overtuigend en Quiles, leider in het wereldkampioenschap, verbeterde op het einde. Carpe, tweede in het kampioenschap, moet de herkansing rijden. In Moto2 versloeg Agius zijn teamgenoot en noteerde het ronderecord van de klasse.