Pecco Bagnaia ha assicurato la prima posizione in griglia per il MotoGP Dutch TT in una performance dominante. Il pilota della Ducati di fabbrica ha stabilito un nuovo record di giro con un tempo di 1m30.540s, superando di poco più di 0,1 secondi il suo rivale della Pramac, Jorge Martin. Bagnaia aveva già mostrato la sua velocità nelle sessioni di allenamento del venerdì, guidando per la prima volta il FP1 nella sua carriera in MotoGP. Inizierà al primo posto sia nella gara sprint del sabato che nella gara principale della domenica. Maverick Vinales lo accompagnerà nella prima fila, seguito da Alex Marquez e Aleix Espargaro.
Nel Q2, Martin ha inizialmente stabilito un nuovo record di giro con un tempo di 1m30.877s, ma Bagnaia lo ha rapidamente superato con un tempo di giro di 1m21.048s. Bagnaia ha poi migliorato il suo tempo di 0,3 secondi per assicurarsi la pole position. Martin non è riuscito a migliorare a causa di problemi di traffico. Fabio Di Giannantonio ha brevemente mantenuto la terza posizione, ma alla fine è stato spinto al sesto posto. Marc Marquez, nonostante una caduta tardiva, partirà settimo, seguito da Franco Morbidelli e Brad Binder.
Pedro Acosta ha guidato il Q1, ma è caduto negli ultimi istanti, perdendo l’aerodinamica e avendo bisogno di una rapida riparazione prima del Q2. Inizierà al 10º posto. Enea Bastianini e Raul Fernandez partiranno rispettivamente in 11ª e 12ª posizione. Fabio Quartararo, eliminato dal Q2 da Di Giannantonio, partirà al 13º posto. Jack Miller e Marco Bezzecchi, che hanno subito due cadute sabato mattina, partiranno rispettivamente in 14ª e 15ª posizione. Alex Rins, Miguel Oliveira e Lorenzo Savadori completano i primi 18. Johann Zarco guida i piloti della Honda in 19ª posizione, seguito da Joan Mir, Luca Marini, Augusto Fernandez e Takaaki Nakagami.
Nella precedente sessione FP3, Marc Marquez è stato costretto a tornare al box per prendere le sue protezioni per le ginocchia dopo averle dimenticate. Raul Fernandez e Marco Bezzecchi sono caduti alla Curva 7, causando una bandiera rossa e una visita al centro medico per Fernandez.