O australiano Piastri, vencedor de quatro das últimas cinco corridas, deu uma volta ao circuito de Imola com o tempo mais rápido de 01:16.545 segundos com o pneu mais macio, com Norris 0.032 mais lento numa tarde de sol.
Piastri lidera à frente de Norris por 16 pontos após seis corridas, com a temporada a começar agora a sua fase europeia depois de uma abertura na Ásia, Médio Oriente e Estados Unidos.
A sessão teve bandeira vermelha e não recomeçou depois de o estreante brasileiro Bortoleto ter batido na parede de pneus a cerca de três minutos do fim. O piloto saiu ileso.
Carlos Sainz foi o terceiro na tabela de tempos para a Williams, a 0,052 do líder, com George Russell, da Mercedes, mais 0,002 mais lento.
O sete vezes campeão do mundo Lewis Hamilton, a preparar-se para a sua primeira corrida em Itália como piloto da Ferrari, foi quinto e ficou a 0,096 de Piastri. O seu colega de equipa Charles Leclerc, que não se sentiu bem na quinta-feira e faltou aos seus compromissos com os media, foi 12.º e, a certa altura, foi parar à gravilha. O monegasco também se queixou de que o seu capacete estava a levantar.
Pierre Gasly foi sexto para a Alpine, com o tetracampeão mundial Max Verstappen, da Red Bull, em sétimo, Alex Albon, da Williams, em oitavo e Bortoleto em nono, com o colega de equipa Nico Hulkenberg a completar o top 10.
"Não posso confiar na traseira. Parece que estou à deriva por todo o lado", queixou-se Verstappen, vencedor do ano passado em Imola, pelo rádio.
O estreante de 18 anos da Mercedes, Kimi Antonelli, o único italiano na grelha de partida e a preparar-se para a sua estreia em casa, foi o 13.º mais rápido.
O argentino Franco Colapinto, que faz a sua estreia pela Alpine depois de substituir o australiano Jack Doohan, que abandonou a corrida, foi o 17.º mais rápido.