Die Dominanz von David Alonso war auch in der zweiten Trainingssession für den Moto3 Italien GP erneut offensichtlich. Der amtierende Meisterschaftsführer war der schnellste Fahrer und stellte einen neuen Rundenrekord auf dem Mugello-Kurs auf.
Obwohl der Kolumbianer der erste war, der eine fliegende Runde absolvierte, war es José Antonio Rueda (Red Bull KTM Ajo), der am längsten an der Spitze lag. Der spanische Fahrer übernahm nach sechs Minuten die Führung und verbesserte seine Zeit viermal, um über 20 Minuten an der Spitze zu bleiben.
Er wurde schließlich von Ivan Ortolá (MT Helmets-MSi/KTM) übertroffen, doch in den letzten Minuten setzte sich Alonso (CFMoto Valresa Aspar) mit zwei schnellen Runden durch und erzielte eine rekordverdächtige Rundenzeit von 1m53.926s.
Ryusei Yamanaka (MT Helmets-MSi/KTM) kam am nächsten heran, 0.720s zurück, während Collin Veijer (Liqui Moly Husqvarna Intact GP) den dritten Platz belegte. Stefano Nepa (LevelUp MTA/KTM) und Ortolá komplettierten die Top fünf vor Rueda.
Die kombinierten Zeiten aus den beiden Trainingssessions spiegelten weitgehend die Platzierungen dieser Session wider, da nur ein Fahrer sich nicht verbesserte. Luca Lunetta (SIC58 Squadra Corse/Honda) sicherte sich den letzten direkten Platz für die zweite Qualifikationssession auf dem 14. Platz, nur 0.013s vor seinem Teamkollegen Filippo Farioli.
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