Die Sonne strahlte über dem Autodromo del Mugello, als die Moto3-Piloten in ihre zweite Trainingssession starteten. Joan Mir führte die Gesamtwertung vor dem Italien-GP mit ganzen 34 Punkten Vorsprung auf Romano Fenati an. Im ersten Training glänzte Fenati mit der Bestzeit. In der zweiten Session am Freitagnachmittag setzte sich Fenati erneut an die Spitze. 15 Minuten vor Schluss lag er 0,252 sec vor Rookie Tony Arbolino aus dem Team von Paolo Simoncelli. Dahinter folgten John McPhee, Juanfran Guevara und Joan Mir. Andrea Migno stürzte. Der nach einem zweifachen Schlüsselbeinbruch noch angeschlagene Philipp Öttl hielt sich 15 Minuten vor dem Ende der Session auf dem siebten Platz mit 0,833 sec Rückstand auf Fenati. In der Schlussphase stürmte zunächst Fabio Di Giannantonio aus dem Gresini-Team an die Spitze. Nicolò Bulega schnappte sich Rang 2. Di Giannantonio verbesserte seine Zeit auf 1:57,328 min. Zum Vergleich: Die Pole-Zeit 2016 lag bei 1:57,289 min. Honda-Pilot Fabio Di Giannantonio blieb mit dieser Zeit an der Spitze. Er war 0,051 sec schneller als Nicolò Bulega auf der KTM und 0,290 sec als Mahindra-Pilot. Dahinter folgten John McPhee, Joan Mir, Jorge Martin, Juanfran Guevara und Romano Fenati. KTM-Pilot Philipp Öttl landete auf dem 15. Platz mit 1,8 sec Rückstand.