Die Piloten der MotoGP tasteten sich zu Beginn vorsichtig an die Streckenverhältnisse heran, weil es zuvor während Qualifyings der 125-ccm-Klasse zuerst regnete und dann wieder aufhörte. Als letzter Teilnehmer ging Weltmeister Casey Stoner (AUS/Honda) erst nach zehn Minuten auf die Strecke. Zu diesem Zeitpunkt hatte sich Dani Pedrosa (E/Honda) in 1.33,243 min die Führung gesichert. Bereits mit seiner zweiten gezeiteten Runde schob sich der Australier auf die zweite Position, um sich einen Umlauf später um 66/1000 sec vor seinen Teamkollegen zu setzen. Auf Platz 3 war Randy de Puniet erneut stark unterwegs, auch wenn der Franzose eine Sekunde langsamer als das Repsol-Duo an der Spitze war. Hinter dem Pramac-Piloten folgt das offizielle Ducati-Werksteam mit Nicky Hayden (USA) und Valentino Rossi (I). Alvaro Bautista (E/Suzuki), Ben Spies (USA/Yamaha), Loris Capirossi (I/Ducati), Andrea Dovizioso (I/Honda) und Cal Crutchlow (GB/Yamaha) komplettieren nach 20 Minuten die Top-10. Nach einem frühen Sturz belegt Hector Barberá (E/Ducati) die letzte Position, noch hinter den Yamaha-Ersatzpiloten Josh Hayes (USA) und Katsuyuki Nakasuga (J). Bis Trainingshalbzeit vergrösserte Stoner seine Führung auf 225/1000 sec, Andrea Dovizioso (I/Honda) verbesserte sich hinter Dani Pedrosa (E/Honda) und Randy de Puniet (F/Ducati) auf die vierte Position. Ben Spies (USA/Yamaha) verdrängte Nicky Hayden auf Platz 6, dann folgen Alvaro Bautista, Valentino Rossi, Loris Capirossi, Cal Crutchlow, Toni Elias (E/Honda), Karel Abraham (CZ/Ducati), Josh Hayes, Katsuyuki Nakasuga, Hiroshi Aoyama (J/Honda) und Hector Barberá. Weil wieder einige Tropfen aus dem Himmel über Valencia fielen, gingen die MotoGP-Piloten in den nächsten Minuten etwas vorsichtiger zu Werke, Zeitenverbesserungen: Mangelware. Erst in den letzten 10 Minuten vor Schluss kam wieder etwas Bewegung in die Zeitenliste: Rossi durchbrach die 1.34er-Schallmauer und schob sich auf Position 4 nach vorne. Die Stammfahrer Aoyama und Barberá überliessen die rote Laterne standesgemäss den Ersatzfahrern. In den letzten fünf Minuten sorgte Casey Stoner dann endgültig für klare Verhältnisse: In 1.31,861 deklassiert der Australier das restliche Feld und fährt um eine Sekunde schneller als der Zweitplatzierte Dani Pedrosa! Den dritten Startplatz sichert sich Yamaha-Pilot Ben Spies. Beste Ducati in der Startaufstellung pilotiert Randy de Puniet auf Platz 4. Alvaro Bautista (E/Suzuki) und Valentino Rossi (I/Ducati) komplettieren die zweite Startreihe.