11月13日、MotoGP第18戦バレンシアGPの予選がスペインのリカルド・トルモ・サーキットで行われ、MotoGPクラスはルーキーのホルヘ・マルティン（プラマック・レーシング）が2021年シーズン4度目となるポールポジションを獲得した。
中上貴晶（LCRホンダ・イデミツ）は9番手。バレンティーノ・ロッシ（ペトロナス・ヤマハSRT）は10番手で、4列目から最後の決勝レースを迎える。
フリー走行3回目は気温15度、路面温度14度のドライコンディション。開始10分にアレイシ・エスパルガロ（アプリリア・レーシング・チーム・グレシーニ）トップタイムをマークする。アレイシ・エスパルガロはその後もさらにタイムを更新してトップをキープ。
残り時間13分、13コーナーでポル・エスパルガロ（レプソル・ホンダ・チーム）がハイサイドを喫して転倒する。ポル・エスパルガロはメディカルセンターに向かい、その後、さらなる検査のために病院へ向かった。
セッション終盤にはジョアン・ミル（チーム・スズキ・エクスター）やジャック・ミラー（ドゥカティ・レノボ・チーム）がトップに浮上するも、アレイシ・エスパルガロが残り時間2分を切って、再びそれらのタイムを上回る。最終的にアレイシ・エスパルガロがトップでフリー走行3回目を終えた。
2番手はミラー、3番手はフランコ・モルビデリ（モンスターエナジー・ヤマハMotoGP）で、4番手はフランセスコ・バニャイア（ドゥカティ・レノボ・チーム）、5番手はホルヘ・マルティン（プラマック・レーシング）だった。中上貴晶（LCRホンダ・イデミツ）は7番手。新チャンピオン、ファビオ・クアルタラロ（モンスターエナジー・ヤマハMotoGP）は9番手。バレンティーノ・ロッシ（ペトロナス・ヤマハSRT）は10番手で予選Q2へのダイレクト進出を決めている。
フリー走行4回目では、中上がトップタイム。クアルタラロが2番手、3番手がアレックス・リンス（チーム・スズキ・エクスター）、4番手がバニャイア、5番手がモルビデリだった。フリー走行3回目で転倒したポル・エスパルガロは出走しなかった。
予選Q1は気温20度、路面温度24度でスタート。リンス、マーベリック・ビニャーレス（アプリリア・レーシング・チーム・グレシーニ）、KTMの4人のライダーなどがQ1から予選に臨んだ。また、ポル・エスパルガロは予選もキャンセルしている。
序盤はリンスがトップタイムを連発。2番手にはブラッド・ビンダー（レッドブル・KTM・ファクトリーレーシング）が続く。ビンダーは残り2分で自己ベストを更新。しかしリンスのトップタイムには届かない。リンスは最後のアタックラップで自己ベストを更新し、トップを堅守。ビンダーもさらに自己ベストを更新したが、2番手で、このふたりがQ1突破を決めた。3番手はアンドレア・ドヴィツィオーゾ（ペトロナス・ヤマハSRT）で、復帰後自己ベストグリッドとなる13番手を獲得している。
続いて行われたQ2では、まずミラーが1分30秒479を叩き出してトップに立った。ミラーはさらにタイムを縮め、トップをキープ。ミルやバニャイアがタイムを詰めるも、ミラーのタイムには届かない。さらにマルティンがミラーのトップタイムと同タイムとなる、1分30秒325を記録。前半のアタックを終えてトップがミラー、2番手がマルティン、3番手がバニャイアと、ドゥカティライダーがトップ3を独占する状況だ。ロッシはトップから0.948秒差の11番手につけている。
残り時間3分、バニャイアがミラーのタイムを更新してトップに浮上。バニャイアはその翌周にもタイムを縮めた。しかしその直後、残り時間が2分になったところで2コーナーで転倒を喫してしまう。
転倒したバニャイアのタイムを更新したのがマルティンだった。マルティンはただひとり1分30秒を切り、1分29秒936を叩き出してトップに浮上。最後のアタックでタイムを縮めたマルティンが、今季4度目のポールポジションを獲得した。
2番手はバニャイア、3番手はミラー。ミラーは最後のアタックラップ中に自己ベスト更新のペースを刻んでいたが、11コーナーで転倒を喫して3番手だった。3人のドゥカティライダーがフロントロウを獲得している。
4番手はミル、5番手はヨハン・ザルコ（プラマック・レーシング）で、6番手はリンス。2列目までにドゥカティライダー4人、スズキライダーふたりが並んだ。
バレンシアGPで苦戦を強いられているクアルタラロは、ポールポジション争いに加わることなく8番手。フリー走行4回目でトップタイムを記録した中上は9番手だった。ロッシは10番グリッドを獲得し、4列目から最後のMotoGPのレースに挑む。
