Simoncelli bateu o campeão do mundo do MotoGP, Jorge Lorenzo (Yamaha), por 0,061s, enquanto Dani Pedrosa foi o melhor dos pilotos da Repsol Honda, ficando a 0,064s da frente e apenas a 0,003s de Lorenzo. No entanto, a sessão de Simoncelli terminou antes do tempo, quando o piloto sofreu uma queda a cerca de 20 minutos para o final, obrigando mesmo à interrupção da mesma. Valentino Rossi (Ducati) foi o quarto melhor, ao passo que Casey Stoner foi o quinto mais rápido, na outra Honda oficial, embora estes dois tenham marcado exatamente a mesma marca.
Colin Edwards (Monster Yamaha Tech3) foi o sexto mais veloz, logo na frente de Karel Abraham (Cardion AB Motoracing), Ben Spies (Yamaha), Nicky Hayden (Ducati) e Hector Barberá (Mapfre Aspar Team). Álvaro Bautista voltou a registar o pior tempo da sessão, com o piloto a prosseguir com a sua estratégia de habituação à Suzuki após mais de um mês de ausência.
Entre os treinos de MotoGP e Moto2, as carregadas nuvens escuras que pairaram sobre o Autódromo do Estoril deram um primeiro ameaço do que viria a suceder mais tarde e assistiu-se nessa altura a queda de chuva com alguma intensidade, embora parando ainda antes do início da segunda sessão da categoria intermédia.
Nesta, Yuki Takahashi voltou a ser o piloto mais rápido, depois de o japonês já ter sido o mais veloz na sessão matinal. O piloto da Gresini Honda Moto2 repetiu a sua boa performance da primeira sessão de treinos livres e deixou o espanhol Ricard Cardus (QMMF Racing) com o segundo melhor tempo, a 0,354s do melhor tempo, que foi de 1.51,606s. Bradley Smith (Tech3) foi o terceiro melhor.
MotoGP1 Marco SIMONCELLI San Carlo Honda Gresini Honda 1.37,663
2 Jorge LORENZO Yamaha Factory Racing Yamaha 0.061 / 0.061
3 Dani PEDROSA Repsol Honda Team Honda 0.064 / 0.003
4 Valentino ROSSI Ducati Team Ducati 0.439 / 0.375
5 Casey STONER Repsol Honda Team Honda 0.439
6 Colin EDWARDS Monster Yamaha Tech 3 Yamaha 0.540 / 0.101
7 Karel ABRAHAM Cardion AB Motoracing Ducati 0.810 / 0.270
8 Ben SPIES Yamaha Factory Racing Yamaha 0.900 / 0.090
9 Nicky HAYDEN Ducati Team Ducati 0.933 / 0.033
10 Hector BARBERA Mapfre Aspar Team MotoGP Ducati 0.948 / 0.015
11 Hiroshi AOYAMA San Carlo Honda Gresini Honda 0.982 / 0.034
12 Andrea DOVIZIOSO Repsol Honda Team Honda 0.995 / 0.013
13 Cal CRUTCHLOW Monster Yamaha Tech 3 Yamaha 1.097 / 0.102
14 Toni ELIAS LCR Honda MotoGP Honda 1.249 / 0.152
15 Loris CAPIROSSI Pramac Racing Team Ducati 1.358 / 0.109
16 Randy DE PUNIET Pramac Racing Team Ducati 1.474 / 0.116
17 Alvaro BAUTISTA Rizla Suzuki MotoGP Suzuki 2.510 / 1.036
Moto2
1 Yuki TAKAHASHI Gresini Racing Moto2 Moriwaki 1.51,606
2 Ricard CARDUS QMMF Racing Team Moriwaki 0.354 / 0.354
3 Michele PIRRO Gresini Racing Moto2 Moriwaki 1.704 / 1.350
4 Bradley SMITH Tech 3 Racing Tech 3 1.864 / 0.160
5 Marc MARQUEZ Team CatalunyaCaixa Repsol Suter 2.374 / 0.510
6 Randy KRUMMENACHER GP Team Switzerland Kiefer Racing Kalex 2.556 / 0.182
7 Xavier SIMEON Tech 3 B Tech 3 2.612 / 0.056
8 Raffaele DE ROSA Desguaces La Torre G22 Moriwaki 2.675 / 0.063
9 Javier FORES Mapfre Aspar Team Moto2 Suter 3.679 / 1.004
10 Scott REDDING Marc VDS Racing Team Suter 4.022 / 0.343
11 Mashel AL NAIMI QMMF Racing Team Moriwaki 4.274 / 0.252
12 Alex BALDOLINI NGM Forward Racing Suter 4.465 / 0.191
13 Santiago HERNANDEZ SAG Team FTR 5.575 / 1.110
14 Simone CORSI Ioda Racing Project FTR 5.691 / 0.116
15 Kenny NOYES Avintia-STX FTR 5.710 / 0.019
16 Steven ODENDAAL MS Racing Suter 7.190 / 1.480
Dominique AEGERTER Technomag-CIP Suter 15.572 / 8.382
