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Lorenzo se adjudicó el segundo ensayo
Luego de quedar 12° en la primer tanda, Jorge Lorenzo marcó el registro más rápido, seguido de Dani Pedrosa y Andrea Dovizioso.
Jorge Lorenzo fue el más rápido del segundo entrenamiento del MotoGP en Valencia, por delante de Dani Pedrosa y Andrea Dovizioso. En la tanda, Marc Márquez sufrió una caída como así también varios pilotos.
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El piloto de Ducati, que por la mañana había quedado 12º en el primer entrenamiento, terminó como el piloto más rápido luego de una vuelta de 1.30.762, mientras que Dani Pedrosa quedó a 0.122 y Andrea Dovizioso a 0.309.
El francés del Yamaha Tech3, Johann Zarco, fue cuarto a cuatro décimas y Marc Márquez sólo pudo ser quinto después una caída en la curva 2. Jack Miller, Cal Crutchlow, Michele Pirro, Valentino Rossi y Pol Espargaró completaron los primeros diez.
| Pos. | Num. | Piloto | País | Equipo | Moto | Km/h | Tiempo | Diferencia 1st/Prev. |
| 1 | 99 | Jorge LORENZO | SPA | Ducati Team | Ducati | 314.9 | 1'30.640 | |
| 2 | 26 | Dani PEDROSA | SPA | Repsol Honda Team | Honda | 318.7 | 1'30.762 | 0.122 / 0.122 |
| 3 | 4 | Andrea DOVIZIOSO | ITA | Ducati Team | Ducati | 319.6 | 1'30.949 | 0.309 / 0.187 |
| 4 | 5 | Johann ZARCO | FRA | Monster Yamaha Tech 3 | Yamaha | 313.7 | 1'31.054 | 0.414 / 0.105 |
| 5 | 93 | Marc MARQUEZ | SPA | Repsol Honda Team | Honda | 315.7 | 1'31.243 | 0.603 / 0.189 |
| 6 | 43 | Jack MILLER | AUS | EG 0,0 Marc VDS | Honda | 314.1 | 1'31.357 | 0.717 / 0.114 |
| 7 | 35 | Cal CRUTCHLOW | GBR | LCR Honda | Honda | 315.9 | 1'31.383 | 0.743 / 0.026 |
| 8 | 51 | Michele PIRRO | ITA | Ducati Team | Ducati | 319.9 | 1'31.413 | 0.773 / 0.030 |
| 9 | 46 | Valentino ROSSI | ITA | Movistar Yamaha MotoGP | Yamaha | 310.9 | 1'31.488 | 0.848 / 0.075 |
| 10 | 44 | Pol ESPARGARO | SPA | Red Bull KTM Factory Racing | KTM | 315.9 | 1'31.615 | 0.975 / 0.127 |
| 11 | 25 | Maverick VIÑALES | SPA | Movistar Yamaha MotoGP | Yamaha | 315.3 | 1'31.624 | 0.984 / 0.009 |
| 12 | 41 | Aleix ESPARGARO | SPA | Aprilia Racing Team Gresini | Aprilia | 314.3 | 1'31.698 | 1.058 / 0.074 |
| 13 | 45 | Scott REDDING | GBR | OCTO Pramac Racing | Ducati | 315.4 | 1'31.733 | 1.093 / 0.035 |
| 14 | 17 | Karel ABRAHAM | CZE | Pull&Bear Aspar Team | Ducati | 319.0 | 1'31.858 | 1.218 / 0.125 |
| 15 | 42 | Alex RINS | SPA | Team SUZUKI ECSTAR | Suzuki | 315.6 | 1'31.876 | 1.236 / 0.018 |
| 16 | 8 | Hector BARBERA | SPA | Reale Avintia Racing | Ducati | 320.9 | 1'31.926 | 1.286 / 0.050 |
| 17 | 53 | Tito RABAT | SPA | EG 0,0 Marc VDS | Honda | 313.1 | 1'31.958 | 1.318 / 0.032 |
| 18 | 29 | Andrea IANNONE | ITA | Team SUZUKI ECSTAR | Suzuki | 314.1 | 1'31.966 | 1.326 / 0.008 |
| 19 | 36 | Mika KALLIO | FIN | Red Bull KTM Factory Racing | KTM | 314.1 | 1'31.966 | 1.326 |
| 20 | 19 | Alvaro BAUTISTA | SPA | Pull&Bear Aspar Team | Ducati | 317.8 | 1'32.076 | 1.436 / 0.110 |
| 21 | 76 | Loris BAZ | FRA | Reale Avintia Racing | Ducati | 312.0 | 1'32.151 | 1.511 / 0.075 |
| 22 | 9 | Danilo PETRUCCI | ITA | OCTO Pramac Racing | Ducati | 314.3 | 1'32.192 | 1.552 / 0.041 |
| 23 | 38 | Bradley SMITH | GBR | Red Bull KTM Factory Racing | KTM | 313.1 | 1'32.457 | 1.817 / 0.265 |
| 24 | 22 | Sam LOWES | GBR | Aprilia Racing Team Gresini | Aprilia | 311.0 | 1'32.587 | 1.947 / 0.130 |
| 25 | 60 | Michael VAN DER MARK | NED | Monster Yamaha Tech 3 | Yamaha | 310.7 | 1'33.101 | 2.461 / 0.514 |
