Pada Kamis saat tiba di Katedral, Quartararo menunjukkan profil trek Belanda yang bersejarah seharusnya memungkinkan M1-nya untuk memperlihatkan potensinya penuh. Setelah latihan bebas pertama yang aneh, Quartararo membuat langkah maju yang dikonfirmasi di babak kualifikasi. Dalam dua kali percobaan, pembalap asal Prancis itu berhasil mengatasi pembalap Ducati di belakangnya di grid, dan Aprilia yang dikendarai oleh Marco Bezzecchi. Quartararo meraih pole position ke-20 di MotoGP, bersama Yamaha, hanya kalah dari Valentino Rossi dan Jorge Lorenzo dalam hal angka tersebut.
Quartararo unggul 0,028 detik di depan Francesco Bagnaia, yang tampaknya kembali ke jalur yang benar setelah musim yang sulit, menyamai catatan waktunya musim ini. Alex Marquez menutup baris terdepan setelah tak tersentuh oleh pembalap manapun dari posisi puncak dalam catatan waktunya. Marc Marquez harus melakukan start yang sempurna dari urutan kedua belas.
Quartararo akan berbagi baris kedua dengan Bezzecchi (kelima), yang merupakan penampilan terbaiknya sejauh ini dalam kualifikasi sambil menjajal rider Aprilia. Franco Morbidelli akan menutup baris kedua, sementara Fermin Aldeguer (ketujuh), Fabio Di Giannantonio (kedelapan), dan Pedro Acosta (kesembilan) akan menempati baris ketiga. Maverick Vinales, meski kesulitan untuk masuk sepuluh besar, akan menutup posisi kesepuluh. Johann Zarco akan menjadi pembalap Honda terdepan dari posisi kedua belas.
Dari Q1, Raul Fernandez dan Fermin Aldeguer melaju. Aldeguer mencatat waktu tercepat di satu-satunya lap terakhir, unggul dari Joan Mir dengan selisih tipis. Joan Mir harus menerima posisi kedua dengan selisih waktu yang sangat kecil. Pembalap lainnya seperti Jack Miller, Brad Binder, dan Enea Bastianini terhambat oleh Alex Rins dalam lap terbaiknya. Aleix Espargaro dan Somkiat Chantra akan start dari posisi terakhir.
