Lewis Hamilton e Valtteri Bottas sono i più veloci in questo sabato mattina sul circuito di Montmelò, ma Sebastian Vettel e Kimi Raikkonen sono lì a ruota e pronti a piazzare il giro buono per andarsi a prendere quantomeno la prima fila. Si accende in maniera definitiva la sfida tra Mercedes e Ferrari, con la terza sessione di prove libere del Gran Premio di Spagna che vede le frecce d'argento e le Rosse di Maranello a spingere fortissimo per cercare il limite sul giro secco. Sarà dunque ancora una volta, con ogni probabilità, un duello tra le tedesche d'argento e le rosse italiane per centrare la quinta pole position di questa stagione, con il campione del mondo che ha bruciato il compagno di squadra per pochi millesimi, mentre il tedesco e l'altro finlandese della griglia separati anch'essi da meno di un decimo. Alle spalle dei Fantastici Quattro di questa stagione di Formula 1 c'è il sorprendente Kevin Magnussen su Haas, davanti a Daniel Ricciardo e a un Fernando Alonso molto in palla. Gioca a nascondino nella FP3 Max Verstapppen, solamente undicesimo e sceso in pista pochissime volte in mattinata.

L'aspetto più interessante dei primi minuti riguarda soprattutto l'approccio della nuova power unit installata sulla Ferrari di Raikkonen, dopodichè la pista del Montmelò inizia ad animarsi con i primi giri. Si insiste sulla gomma soft con Bottas che va a simulare la qualifica su un tracciato ancora povero di vetture, ma sul quale approda anche Vettel (con pneumatici super-soft) insieme al compagno di squadra. Il tandem in rosso dimostra che la gomma più prestazionale sembra aver migliorato il suo impatto rispetto a ieri, scalda le gomme anche Hamilton che sembre con soft batte il tempo del tedesco, battuto a sua volta dal suo compagno di box. Passa con super-soft anche un Alonso sempre più efficace, mentre si fanno attendere un po' le Red Bull: Ricciardo fa il suo primo giro addirittura con gomma media e becca un secondo da un Bottas scatenato che scende sotto l'1'18'', sverniciato ancora una volta da Hamilton. Non è ancora il momento di Verstappen, anche lui in pista con media e scavalcato da un ancora ottimo Grosjean, con il compagno di squadra Magnussen a chiudere la Top Ten.

Il tandem della Haas dimostra di essere molto a suo agio in questa pista, con anche Hulkenberg che dà la sensazione che poter dare la paga ancora una volta a Sainz nel duello di casa Renault. Tuttavia, il fulmine a Montmelò torna ad essere Sebastian Vettel, che monta un nuovo set di super-soft e brucia le Mercedes, le quali fiutano il pericolo e tornano in pista anch'esse con gomma rossa. Bottas sembra poter prendere nuovamente la leadership, ma Hamilton sfodera un terzo settore clamoroso e si mette davanti a tutti ancora una volta. Il tutto mentre Ricciardo prova a spingere ancora una volta con la media, ma sbaglia la chicane prima del traguardo. Raikkonen completa il gruppo dei Fab Four con il quarto tempo a 3 decimi dal campione del mondo, alle loro spalle si palesa nuovamente Alonso che è sesto alle spalle dell'australiano. Ultimi minuti che vedono i big ai box a valutare il da farsi per le qualifiche, mentre la bagarre è alta tra i team che si giocheranno presumibilmente gli altri posti nella Q3 del pomeriggio. Molto bene Magnussen, risale la china Sainz che precede il connazionale, fatica Verstappen e Hartley chiude la sessione con un brutto incidente, senza danni per il pilota.