O piloto luso liderou durante grande parte da sessão da tarde, depois de ter sido 10.º na primeira sessão do dia, durante a manhã.
À tarde, conseguiu o melhor registo na quarta das 18 voltas efetuadas ao traçado de Mugello, rodando em 1.46,584 minutos, terminando a 0,437 segundos do melhor tempo, obtido pelo italiano Francesco Bagnaia (Ducati).
O espanhol Alex Rins (Suzuki) foi segundo, a apenas 0,071 segundos, com o ítalo-brasileiro Franco Morbidelli (Yamaha) em terceiro, a 0,184.
Nota ainda para o 21.º e penúltimo lugar do italiano Valentino Rossi (Yamaha), a 1,5 segundos do mais rápido.
Com estes resultados, Miguel Oliveira, que se viu batido pelo companheiro de equipa, o sul-africano Brad Binder (KTM) por 0,148 segundos, garante, provisoriamente, um lugar na segunda fase da qualificação de sábado.
O piloto luso chega a esta sexta jornada do campeonato na 19.ª posição do Mundial, com nove pontos, a 71 do líder, o francês Fábio Quartararo (Yamaha).