Kemudian untuk pembalap Petronas Yamaha, Valentino Rossi harus puas berada di posisi 19. Dia berada di belakang Maverick Vinales yang musim ini bergabung dengan Aprilia Gresini.
Franco Morbidelli yang akan melakukan debutnya usai operasi pada lututnya harus puas berada di posisi terakhir. Dia akan mengantikan posisi Maverick Vinales di Monster Energy Yamaha.
Berikut hasil pemanasan MotoGP San Marino 2021:
1 Alex Rins SPA Suzuki Ecstar (GSX-RR)
2 Fabio Quartararo FRA Monster Yamaha (YZR-M1)
3 Francesco Bagnaia ITA Ducati Team (GP21)
4 Joan Mir SPA Suzuki Ecstar (GSX-RR)
5 Aleix Espargaro SP Aprilia Gresini (RS-GP)
6 Jack Miller AUS Ducati Team (GP21)
7 Michele Pirro ITA Ducati Team (GP21) Iker Lecuona SPA KTM Tech3 (RC16)
8 Enea Bastianini ITA Avintia Ducati (GP19)
9 Brad Binder RSA Red Bull KTM (RC16)
10 Stefan Bardl GER HRC (RC213V)
11 Marc Marquez SPA Repsol Honda (RC213V)
12 Pol Espargaro SPA (Repsol Honda (RC213V)
13 Jorge Martin SPA Pramac Ducati (GP21)
14 Miguel Oliveira POR Red Bull KTM (RC16)
15 Alex Marquez SPA LCR Honda (RC213V)
16 Johann Zarco FRA Pramac Ducati (GP21)
17 Takaaki Nakagami JPN LCR Honda (RC213V)
18 Maverick Vinales SPA Aprilia Gresini (RS-GP)
19 Valentino Rossi ITA Petronas Yamaha (YZR-M1)
20 Danilo Petrucci ITA KTM Tech3 (RC16)
21 Iker Lecuona SPA KTM Tech3 (RC16)
22 Luca Marini ITA Sky VR46 Avintia Ducati (GP19)
23 Andrea Dovizioso ITA Petronas Yamaha (YZR-M1)
24 Franco Morbidelli ITA Monster Yamaha (YZR-M1)