Sesi latihan mencatat nama Alvaro Bautista sebagai pebalap pertama yang mencatat waktu tercepat dengan 2 menit 1,882 detik. Namun, Lorenzo menggeser posisi Bautista setelah menoreh waktu 2 menit 0,933 detik pada putaran ketiga.
Tak lama kemudian, Marquez memimpin setelah menyelesaikan putaran kelima dengan 2 menit 0,803 detik. Catatan waktu pebalap berusia 20 tahun ini tak terkalahkan hingga sesi ini berakhir.
Pebalap lain dari Repsol Honda, Dani Pedrosa, tidak bisa mengulangi kejayaannya seperti sesi latihan bebas satu hingga tiga. Pebalap asal Spanyol tersebut menempati posisi empat setelah mencatat 2 menit 1,171 detik pada putaran ketujuh. Posisinya masih di bawah Cal Crutchlow yang membubukan 2 menit 1,110 detik pada putaran enam.
Lima menit sebelum sesi ini berakhir, Stefan Bradl terjatuh dari motornya dan terlihat memeriksa pergelangan kaki kanannya sebelum dibawa dengan tandu. Saat itu, ia masih menempati posisi delapan dengan catatan waktu 2 menit 2,107 detik. Sepuluh pebalap tercepat, termasuk Bradl, berhak langsung mengikuti sesi kualifikasi dua.
Hasil Sesi Latihan Bebas Empat:
1. Marc Marquez ESP Repsol Honda Team (RC213V) 2m 0.803s (Lap 5/13)
2. Jorge Lorenzo ESP Yamaha Factory Racing (YZR-M1) 2m 0.933s (3/15)
3. Cal Crutchlow GBR Monster Yamaha Tech 3 (YZR-M1) 2m 1.110s (6/12)
4. Dani Pedrosa ESP Repsol Honda Team (RC213V) 2m 1.171s (7/12)
5. Valentino Rossi ITA Yamaha Factory Racing (YZR-M1) 2m 1.215s (7/13)
6. Alvaro Bautista ESP Go&Fun Honda Gresini (RC213V) 2m 1.882s (2/8)
7. Bradley Smith GBR Monster Yamaha Tech 3 (YZR-M1) 2m 2.065s (11/13)
8. Stefan Bradl GER LCR Honda MotoGP (RC213V) 2m 2.107s (3/10)
9. Nicky Hayden USA Ducati Team (GP13) 2m 2.151s (8/12)
10. Andrea Dovizioso ITA Ducati Team (GP13) 2m 2.348s (3/13)
11. Andrea Iannone ITA Energy T.I. Pramac Racing (GP13) 2m 3.015s (10/11)
12. Aleix Espargaro ESP Power Electronics Aspar (ART CRT) 2m 3.204s (10/11)
13. Colin Edwards USA NGM Forward Racing (FTR-Kawasaki CRT)* 2m 3.440s (3/9)
14. Hiroshi Aoyama JPN Avintia Blusens (FTR-Kawasaki CRT)* 2m 3.526s (6/12)
15. Randy De Puniet FRA Power Electronics Aspar (ART CRT) 2m 3.731s (3/10)
16. Claudio Corti ITA NGM Forward Racing (FTR-Kawasaki CRT)* 2m 3.761s (9/10)
17. Hector Barbera ESP Avintia Blusens (FTR-Kawasaki CRT)* 2m 3.833s (4/10)
18. Yonny Hernandez COL Ignite Pramac Racing (GP13) 2m 4.062s (8/9)
19. Michael Laverty GBR Paul Bird Motorsport (ART CRT) 2m 4.495s (9/10)
20. Danilo Petrucci ITA Came IodaRacing Project (Suter-BMW CRT)* 2m 5.242s (12/14)
21. Luca Scassa ITA Cardion AB Motoracing (ART CRT) 2m 5.489s (9/11)
22. Bryan Staring AUS Go&Fun Honda Gresini (FTR-Honda CRT) 2m 6.258s (9/12)
23. Damian Cudlin AUS Paul Bird Motorsport (PBM-ART CRT)* 2m 6.580s (8/10)
24. Lukas Pesek CZE Came IodaRacing Project (Suter-BMW CRT)* 2m 6.737s (5/8)
* Standard ECU.
Fastest practice time:
Dani Pedrosa ESP Honda 2m 0.554s (FP2)
Official Malaysian MotoGP records:
Best lap:
Jorge Lorenzo ESP Yamaha2m 0.334s (2012)
Fastest race lap:
Casey Stoner AUS Ducati2m 2.108s (2007)
Fastest lap in 2013 pre-season testing:
Dani Pedrosa ESP Honda 2m 0.100s
Unofficial fastest Sepang test lap:
Casey Stoner AUS Honda 1m 59.607s (February 2, 2012)