Namun demikian, Enea Bastianini (Ducati Lenovo) dan Raul Fernandez (Aprilia Racing) mengambil alih posisi terdepan. Keduanya pun berhasil mengamankan dua slot menuju sesi kualifikasi kedua, bergabung dengan 10 pembalap yang sudah memiliki tiket di Q2.
Memasuki Q2, perebutan pole position langsung terjadi antara Marc Marquez (Gresini Ducati), Jorge Martin (Ducati Pramac), dan Francesco Bagnaia (Ducati Lenovo). Martin untuk sementara menjadi yang tercepat dengan catatan waktu 1 menit 28,365 detik.
Sempat diambil alih Maverick Vinales (Aprilia Racing), Martinator -julukan Jorge Martin- kembali mendapatkan catatan waktu tercepat di detik-detik terakhir Q2. Pada akhirnya, Jorge Martin berhasil mengamankan pole position di MotoGP Australia 2024.