La dernière pole position de la saison est revenue à Maverick Viñales, qui en a profité pour battre le record du circuit de Valencia en 1'28"931.

Sur la première ligne, on retrouve également Francesco Bagnaia, qui s'est sorti de la Q1 et prend un avantage dans la course au titre, et Johann Zarco, qui a pris la 3e place au drapeau à damier.

La deuxième ligne est composée de Jack Miller, Brad Binder, qui a chuté lors des dernières secondes de la Q2, et Jorge Martín. Marco Bezzecchi, Alex Márquez, qui a suivi Francesco Bagnaia au classement de la Q1, et Marc Márquez sont sur la ligne suivante. Les deux frères Márquez ont chuté lors des dernières minutes de la seconde session. On retrouve Raúl Fernández, Fabio di Giannantonio et Aleix Espargaró sur la quatrième ligne.

Premier éliminé de la Q1, Augusto Fernández partage la cinquième ligne avec Enea Bastianini et Fabio Quartararo. Takaaki Nakagami, Luca Marini et Pol Espargaró sont sur la sixième ligne. La dernière ligne est composée de Franco Morbidelli, Alex Rins et Lorenzo Savadori.

Joan Mir a chuté lors de la première séance des essais libres et s'est blessé au niveau des cervicales. Il a été déclaré inapte et ne participe pas au dernier week-end du Championnat du Monde 2023.

La grille de départ du GP de Valencia 2023