Kemungkinan besar Jose Antonio Rueda akan meraih pole position ketiganya secara berturut-turut di Mugello. Sedangkan Alvaro Carpe, rekan setimnya di Red Bull KTM Ajo, tidak akan membiarkannya begitu saja. Di saat yang genting, Carpe berhasil mengungguli Rueda dengan 0,237 detik, mencatat waktu 1:54,733 untuk meraih pole position pertamanya dalam kelas kecil. Sementara itu, Scott Ogden berada di posisi kedua di depan Angel Piqueras, dan Maximo Quiles akan memulai balapan dari urutan kedelapan setelah melewati sesi kualifikasi Q1 dan mengalami kecelakaan.
Kualifikasi Moto3 dimulai di tengah cuaca panas di Mugello, dengan suhu yang mencapai lebih dari 30º C dan suhu lintasan hingga 55º C. Sesi Q1 menjadi ajang pertarungan antara Quiles dan David Munoz, di mana beberapa pembalap berjuang untuk menempati posisi terdepan.
Meskipun terjadi beberapa kejadian menarik, namun yang unggul dalam sesi kualifikasi adalah Stefano Nepa dengan waktu 1:56,896. Namun, dalam sesi Q2, perhatian tertuju pada Jose Antonio Rueda, yang meskipun mencatatkan waktu relatif lambat di awal, ia berhasil bangkit dengan bantuan slipstream dari Alvaro Carpe dan merebut pole position dengan catatan waktu 1:54,970. Disusul oleh Ogden di posisi kedua dan Piqueras di posisi ketiga.
Dengan demikian, Alvaro Carpe berhasil mencatatkan waktu tercepat di akhir sesi kualifikasi, mendahului Rueda dengan selisih 0,237 detik. Pole position pertama dalam kelas kecil berhasil diraihnya. Selain itu, Ogden, yang menunjukkan penampilan luar biasa, akan memulai balapan dari posisi kedua di depan Piqueras, Roulstone, Perrone, Munoz, Quiles, Kelso, Almansa, Furusato, Carraro, Fernández, Lunetta, Foggia, Yamanaka, Pérez, dan Rossi. Ini adalah barisan pembalap terdepan yang akan bertarung di Moto3 Italia.
