Impressionnant lors des trois premières séances d'essais libres, le pilote de 31 ans est parvenu à devancer en Q2 de 49/1000e son compatriote et coéquipier chez Repsol, Marc Marquez, triple champion du monde.
Celui-ci confirme son net regain de forme après son récent succès à Austin.
Pedrosa est le pilote ayant obtenu le plus de succès sans avoir jamais été sacré champion du monde, terminant à trois reprises deuxième du classement (2007, 2010, 2012).
"Je suis très heureux parce que l'année dernière a été très difficile pour moi en ce qui concerne les qualifications et la vérité c'est que depuis le retour de Michelin il m'était très difficile d'atteindre la première ligne", a confié le natif de Sabadell.
Il peut légitimement prétendre à une trentième victoire en MotoGP dimanche car Jerez est l'un des circuits du calendrier où il est crucial de partir de la première ligne.
Depuis 2014, l'auteur de la pole au GP d'Espagne a ensuite gagné le lendemain, et dans la catégorie reine, Pedrosa s'est déjà imposé en 2008 et 2013 en Andalousie.
Pour le premier grand prix en Europe de la saison, Honda s'est donc montré dans le coup sur un circuit traditionnellement favorable aux Yamaha.
C'est en effet le Britannique Cal Cruthlow (LCR Honda) qui complète la première ligne, à 204/1000e de Pedrosa.
Ce dernier a été contraint de s'arrêter durant la séance, apparemment pour se débarrasser d'une guêpe entrée dans sa combinaison.
La première Yamaha apparaît juste derrière au 4e rang, avec l'Espagnol Maverick Vinales, pas en mesure de lutter, à 428/1000e de la pole.
Rossi seulement 7e
L'Espagnol, qui a remporté les deux premiers Grand Prix à Doha et à Termas de Rio Hondo, va devoir s'employer pour lutter contre son grand rival Marc Marquez.
Auteur du sixième temps, à 612/1000e de Pedrosa, le Français Johann Zarco continue dans la veine de ses excellents débuts en MotoGP puisqu'il partira de la deuxième ligne au guidon de sa Yamaha Tech3.
Le Cannois, double tenant du titre en Moto2, n'a cependant connu jusqu'à présent que peu de réussites sur ce tracé dans les catégories inférieures.
Deuxième au Qatar en ouverture de saison, l'Italien Dovizioso (Ducati) n'a pu obtenir qu'une décevante 14e place sur la grille.
Actuel leader du championnat et vainqueur l'an passé, son compatriote Valentino Rossi a terminé les qualifications avec le septième temps, à 659/1000e de Pedrosa.
Le nonuple champion du monde a conquis neuf victoires à Jerez dont sept dans la catégorie reine.
Mais le circuit a vu cinq vainqueurs différents depuis 2012 et Rossi rêve sans doute d'une remontée fantastique.
En Moto2, l'Italien Franco Morbidelli, vainqueur des trois premières courses, a été battu de peu pour la pole par l'Espagnol Alex Marquez.
Le frère cadet de Marc a signé le meilleur temps, avec 46/1000e d'avance sur le leader du championnat.
Derrière les deux pilotes Kalex, le Suisse Dominique Aegerter complète la première ligne sur sa Suter, à 232/1000e de Marquez.
En Moto3, le record du circuit est tombé par l'intermédiaire de Jorge Martin (Honda), qui après deux ans sur Mahindra, semble parfaitement s'adapter à sa nouvelle monture.
L'Espagnol, qui a réalisé un temps de 1:46.004, a toujours fini sur le podium cette saison mais il est encore à la recherche de sa première victoire en carrière.
Il partira dimanche devant deux autres Honda, celle de son compatriote Aron Canet, 2e à 437/1000e, et celle de l'Italien Romano Fenati, 3e à 514/100e.
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