Joel Kelso meraih pole position untuk kedua kalinya dalam satu tahun setelah balapan di Phillip Island. Pembalap Australia itu mencatatkan waktu 1:46,764, unggul 0,069 detik dari Scott Ogden. Di posisi ketiga ada Angel Piqueras, sementara Maximo Quiles, pesaingnya dalam persaingan runner-up Kejuaraan Dunia, akan memulai balapan dari posisi keempat setelah terjatuh di lap terakhir saat sesi kualifikasi.
Sesi kualifikasi Moto3 berlangsung dalam cuaca yang cukup stabil tanpa hujan, meskipun ada sedikit awan di langit Portugal. Suhu udara sekitar 19ºC dengan suhu lintasan mencapai 29ºC. Dua pembalap, Jose Antonio Rueda dan Noah Dettwiler, absen dari sesi kualifikasi karena masih dalam masa pemulihan dari kecelakaan di Sepang.
Dalam upaya meraih posisi di Q2, 11 pembalap bersaing di Q1 yang diawali dengan kecelakaan oleh Cormac Buchanan. Pembalap Italia, Stefano Nepa, pertama kali mencatatkan waktu terbaik dengan 1:47,855, diikuti oleh Guido Pini dan Marco Morelli.
Saat ban baru dipasang, Joel Esteban mencatat waktu tercepat dengan 1:47,679, unggul dari pembalap lainnya. Joel Kelso kemudian muncul sebagai pemenang, mencatat waktu tak terkalahkan 1:46,764, mengalahkan Scott Ogden dan Angel Piqueras di barisan terdepan. Maximo Quiles yang sempat memimpin terjatuh di sektor terakhir sehingga menempati posisi keempat.
Di Q2, Joel Kelso dari tim LEVELUP-MTA dengan motor KTM meraih pole position diikuti oleh Scott Ogden dari tim CIP dan Angel Piqueras dari tim FRINSA – MT Helmets – MSI. Posisi keempat ditempati oleh Maximo Quiles dari tim CFMOTO Gaviota Aspar Team yang terjatuh di bagian terakhir. Artinya, Joel Kelso berpeluang besar untuk tampil dominan dalam balapan.
