Casey Stoner porazil v prvním tréninku Jorge Lorenza, když ve slunečném Indianapolis zajel nejrychlejší čas. Vedoucí závodník šampionátu dominoval ve větší části hodinového tréninku. Do čela se dostal 15 minut po začátku a potom stále o zlomky sekundy zlepšoval svůj čas. Stoner byl jeho nejbližším soupeřem, ale pořád se mu nedařilo Lorenza předstihnout. Teprve 16 minut před koncem dokázal jezdec týmu Ducati zajet čas 1 min 40,884 s, čímž předstihl Lorenza téměř o půl sekundy.

I když Lorenzo do konce tréninku snížil ztrátu na 0,225 s, Stoner si udržel místo v čele tabulky časů.

Nicky Hayden zaujal na domácí půdě třetí pozici, i když na svém prvním motocykl spadl ve 13. zatáčce. Když odcházel z místa nehody, vypadalo to, že si drží ruku, kterou už měl zraněnou od minulého závodního víkendu, ale zřejmě si své zranění nezhoršil.

Dani Pedrosa a Valentino Rossi se do konce tréninku zlepšili a zaujali čtvrtou a pátou pozici. Do té doby se pohybovali někde před koncem první desítky.
Všichni tři Američané z MotoGP byli mezi osmi nejlepšími. Dvojice týmu Tech 3 Yamaha Colin Edwards a Ben Spies byli na šestém a osmém místě, mezi nimi  se umístil Andrea Dovizioso. Také Spies ke konci tréninku spadl.

Aleix Espargaró získal dobré deváté místo a za ním následovali jezdci týmu Gresini Honda.

Hiroši Aojama zajel 26 kol. Na závodní trať se vrátil po dvouměsíční přestávce způsobené zraněním páteře. V tabulce časů získal 16. pozici před Randym de Punietem, který se také stále ještě léčí po zranění.

P.		Jezdec	#	Tým	Motocykl	km/h	Čas	Zttráta na1./předch.
1.		Casey Stoner	27	Ducati Team	Ducati	318,0	1:40,884	-
2.		Jorge Lorenzo	99	Fiat Yamaha Team	Yamaha	314,9	1:41,109	0,225 / 0,225
3.		Nicky Hayden	69	Ducati Team	Ducati	317,4	1:41,405	0,521 / 0,296
4.		Dani Pedrosa	26	Repsol Honda Team	Honda	318,6	1:41,421	0,537 / 0,016
5.		Valentino Rossi	46	Fiat Yamaha Team	Yamaha	313,1	1:41,623	0,739 / 0,202
6.		Colin Edwards	5	Monster Yamaha Tech 3	Yamaha	312,9	1:41,664	0,780 / 0,041
7.		Andrea Dovizioso	4	Repsol Honda Team	Honda	318,7	1:41,683	0,799 / 0,019
8.		Ben Spies	11	Monster Yamaha Tech 3	Yamaha	314,0	1:41,722	0,838 / 0,039
9.		Aleix Espargaro	41	Pramac Racing Team	Ducati	310,3	1:41,992	1,108 / 0,270
10.		Marco Melandri	33	San Carlo Honda Gresini	Honda	319,7	1:42,147	1,263 / 0,155
11.		Marco Simoncelli	58	San Carlo Honda Gresini	Honda	315,5	1:42,268	1,384 / 0,121
12.		Héctor Barbera	40	Paginas Amarillas Aspar	Ducati	317,1	1:42,368	1,484 / 0,100
13.		Mika Kallio	36	Pramac Racing Team	Ducati	312,2	1:42,600	1,716 / 0,232
14.		Álvaro Bautista	19	Rizla Suzuki MotoGP	Suzuki	315,4	1:42,696	1,812 / 0,096
15.		Loris Capirossi	65	Rizla Suzuki MotoGP	Suzuki	312,3	1:42,790	1,906 / 0,094
16.		Hiroshi Aoyama	7	Interwetten Honda MotoGP	Honda	311,7	1:42,874	1,990 / 0,084
17.		Randy de Puniet	14	LCR Honda MotoGP	Honda	315,5	1:42,987	2,103 / 0,113