Marquez mencatat waktu 2m 0.186s, 3/10 lebih cepat daripada Lorenzo, yang telah tadinya memimpin setengah jalan sesi pemanasan. Pengamat Pit lane percaya Lorenzo sedang menguji seat unit baru Yamaha (debutnya oleh Katsuyuki Nakasuga di balapan Motegi) untuk melihat apakah sudah bekerja dengan baik, karenanya ia mencoba 3,4 mil trek dengan seperempat detik lebih cepat dari Rossi.
Menurut pandangan Lorenzo, ia tidak secepat di pagi hari dikarenakan suhu siang yang panas, Dani Pedrosa berada di urutan keempat tercepat, sementara Andrea Iannone menempati posisi kelima.
Kecelakaan yang dialami Aleix Espargaro pada kualifikasi, membuat pria 26 tahun yang menunggangi Suzuki akan memulai balapan dari posisi kesebelas di grid. Namun, dia menggarisbawahi potensinya melalui catatan waktu tercepat keenam, sedangkan rekan setimnya Maverick Viñales sedikit lebih lambat di posisi ketujuh.
Tepat di belakangnya, Cal Crutchlow berada di tempat kedelapan. Pada sesi ini pula, Pol Espargaro bertabrakan dengan Hector Barbera Yang agresif menerobos, hal ini pula yang membuat Espargaro merasa jengkel. Namun, juara 2013 Moto2 kembali mengejar dan menorehkan waktu tercepat kesembilan. Andrea Dovizioso tampaknya berusaha mencari cari untuk menyusul rekan setimnya harus puas berada di urutan kesepuluh.
Berikut hasil sesi pemanasan jelang MotoGP Malaysia :
1. Marc Marquez
2. Jorge Lorenzo
3. Valentino Rossi
4. Dani Pedrosa
5. Andrea Iannone
6. Aleix Espargaro
7. Maverick Viñales
8. Cal Crutchlow
9. Pol Espargaro
10. Andrea Dovizioso
11. Scott Redding
12. Bradley Smith
13. Danilo Petrucci
14. Hector Barbera
15. Stefan Bradl
16. Yonny Hernandez
17. Nicky Hayden
18. Loris Baz
19. Mike Di Meglio
20. Alvaro Bautista
21. Jack Miller
22. Toni Elias
23. Eugene Laverty
24. Anthony West
25. Damian Cudlin