De piloten legden bij een temperatuur van maar liefst 34 graden Celsius gelijk zeer rappe tijden neer op de piste van Sepang. Met name Martin (Honda) was op de afspraak. De Gresini Racing-coureur zat in zijn eerste voluitronde met 2.12.457 slechts 0.007 boven het pole-record van Jack Miller uit 2014. Wereldkampioen Joan Mir (Honda) was in de vrije trainingen tot 2.13.129 gekomen.

Martin sloeg met zijn uiterst scherpe chrono een gat van net geen seconde naar de concurrentie, onder aanvoering van Fabio di Giannantonio (Honda). Mir haalde er na een kwartier een tiende af en klom op naar P2.

Bendsneyder en Loi kenden ook een goede eerste run. Loi noteerde in zijn derde ronde 2.13.825, goed voor een voorlopige vijfde plek achter Martin, Mir, Di Giannantonio en John McPhee (Honda). Bendsneyder was in zijn derde omloop een tiende langzamer dan de Belg en nam de zevende positie in. WK-tweede Romano Fenati (Honda) vond zich na de eerste serie ronden terug op P17. De derde man in het kampioenschap, Aron Canet (Honda), stond er op dat moment niet veel beter voor: dertiende.

Het lukte Mir in zijn tweede run om wat dichterbij te komen aan Martin, maar met acht tienden bleef het gat aanzienlijk. Ondertussen wist Fenati zich op te werken naar de tiende plaats. Enea Bastianini (Honda) steeg naar de vierde plaats.

Eerste pole in 2017 voor Mir

In de laatste drie minuten werden traditiegetrouw alle registers opengetrokken. De pole-position van Martin leek een zekerheid, maar Mir verrichtte een wonder door zijn laatste ronde in 2.12.078 af te leggen, bijna vier tienden rapper dan Martin en Millers pole-record. Hij tekende daarmee voor zijn eerste pole dit seizoen. Martin - dit jaar al achtmaal de beste in de kwalificatie - zat in zijn laatste poging ook onder zijn eigen beste tijd, maar de pole-koning beet zich stuk in de laatste sector.

Bendsneyder en Loi sloten hun kwalificatie eveneens in stijl af. Bendsneyder sleepte met 2.13.161 de vierde startplaats uit het vuur, achter McPhee. Hij liet Gabriel Rodrigo (KTM) en Jules Danilo (Honda) achter zich. Loi werd met 2.13.311 zevende. De Leopard Racing-coureur mag zondag echter plaatsnemen op P6 omdat Danilo voor straf drie startplekken naar achteren wordt gezet wegens gevaarlijk rijgedrag in de Australische Grand Prix.

Fenati, Bastianini en Niccolo Antonelli (KTM) kwamen ook in de top-tien. Di Giannantonio en Canet, elfde en twaalfde, vielen daar net buiten.

Er waren drie valpartijen. Rodrigo ging vroeg in de sessie onderuit in bocht 1. Marcos Ramirez (Mahindra) verloor de controle over zijn motor in de vijftiende en laatste bocht. Voor Nakarin Atiratphuvapat (Honda) was het een keer heel onplezierig in bocht 5.

Uitslag Kwalificatie, Moto3:

	Rijder	Motor	Ronden	Tijd	Verschil
1	Joan Mir	Honda	13	2'12.078
2	Jorge Martin	Honda	9	2'12.457	0.379
3	John McPhee	Honda	12	2'12.816	0.738
4	Bo Bendsneyder	KTM	14	2'13.161	1.083
5	Gabriel Rodrigo	KTM	9	2'13.165	1.087
6	Jules Danilo	Honda	12	2'13.309	1.231
7	Livio Loi	Honda	12	2'13.311	1.233
8	Romano Fenati	Honda	10	2'13.363	1.285
9	Enea Bastianini	Honda	11	2'13.374	1.296
10	Niccolò Antonelli	KTM	13	2'13.419	1.341
11	Fabio Giannantonio	Honda	9	2'13.440	1.362
12	Aron Canet	Honda	12	2'13.571	1.493
13	Tatsuki Suzuki	Honda	11	2'13.594	1.516
14	Ayumu Sasaki	Honda	12	2'13.792	1.714
15	Adam Norrodin	Honda	12	2'13.847	1.769
16	Nicolo Bulega	KTM	10	2'13.864	1.786
17	Marcos Ramírez	KTM	6	2'13.892	1.814
18	Juanfran Guevara	KTM	10	2'13.982	1.904
19	Andrea Migno	KTM	14	2'14.071	1.993
20	Manuel Pagliani	Mahindra	13	2'14.181	2.103
21	Kaito Toba	Honda	13	2'14.249	2.171
22	Jakub Kornfeil	Peugeot	13	2'14.320	2.242
23	Lorenzo Porta	Mahindra	14	2'14.623	2.545
24	Philipp Oettl	KTM	11	2'14.633	2.555
25	Darryn Binder	KTM	12	2'14.787	2.709
26	Marco Bezzecchi	Mahindra	11	2'15.181	3.103
27	Nakarin Atiratphuvapat	Honda	10	2'15.214	3.136
28	Tony Arbolino	Honda	10	2'15.215	3.137
29	Kasma Daniel Kasmayudin	Honda	15	2'15.577	3.499
30	Patrik Pulkkinen	Peugeot	13	2'15.811	3.733
31	Maria Herrera	Mahindra	11	2'16.786	4.708