A péntekinél melegebb idő fogadta a mezőnyt szombaton helyi idő szerint 11 órakor Interlagosban, ahol felhők nem látszottak az égen, noha a délutáni eső valószínűségét továbbra sem zárták ki a meteorológusok.
Hamiltonnak koránt sem indult jól a délelőttje, hiszen már első felvezető körében megállt alatta a Mercedes, így néhány másodpercig a pályán vesztegelt. A brit a sebességi fokozatok eltűnését jelezte csapatának, de az autót hamarosan mégis el tudta indítani, és visszatért a bokszba, ahol a szerelői gyorsan rájöttek, hogy egy kisebb elektronikai probléma okozott zavart a váltóban.
Kis szünet után Hamilton ismét a pályán volt, ezúttal viszont kicsúszásával hívta fel magára a figyelmet, amikor gyorskörében nem tudta megfogni az autó hátulját az utolsó szektorban. Visszajött a bukótérből, és újabb bokszkiállása után azért megfutotta a délelőtt legjobb köridejét, ami egy tizeddel jobbnak bizonyult csapattársáénál. Rosberg mögé a két Ferrari jött be Vettel-Raikkönen sorrendben, az ötödik helyre pedig bejött a másik finn is Valtteri Bottas személyében.
Mögöttük a két Force India és a két Lotus vegyül el egymással, míg a 10. helyen végző Max Verstappen már másfél másodperces hátránnyal rendelkezik a legjobb időhöz képest.
Az időmérő edzés közép-európai idő szerint 17 órakor kezdődik.
A harmadik szabadedzés végeredménye:
| 1 | Lewis Hamilton | Mercedes | 1:12.070 | 16 | |
| 2 | Nico Rosberg | Mercedes | 1:12.193 | +0.123 | 19 |
| 3 | Sebastian Vettel | Ferrari | 1:12.760 | +0.690 | 19 |
| 4 | Kimi Raikkonen | Ferrari | 1:13.096 | +1.026 | 20 |
| 5 | Valtteri Bottas | Williams | 1:13.335 | +1.265 | 25 |
| 6 | Nico Hulkenberg | Force India | 1:13.345 | +1.275 | 19 |
| 7 | Romain Grosjean | Lotus F1 Team | 1:13.437 | +1.367 | 19 |
| 8 | Sergio Perez | Force India | 1:13.506 | +1.436 | 18 |
| 9 | Pastor Maldonado | Lotus F1 Team | 1:13.534 | +1.464 | 20 |
| 10 | Max Verstappen | Toro Rosso | 1:13.548 | +1.478 | 21 |
| 11 | Daniel Ricciardo | Red Bull Racing | 1:13.572 | +1.502 | 23 |
| 12 | Felipe Massa | Williams | 1:13.742 | +1.672 | 24 |
| 13 | Daniil Kvyat | Red Bull Racing | 1:13.829 | +1.759 | 17 |
| 14 | Fernando Alonso | McLaren | 1:13.850 | +1.780 | 19 |
| 15 | Carlos Sainz Jr. | Toro Rosso | 1:13.959 | +1.889 | 23 |
| 16 | Marcus Ericsson | Sauber | 1:14.185 | +2.115 | 23 |
| 17 | Felipe Nasr | Sauber | 1:14.288 | +2.218 | 22 |
| 18 | Jenson Button | McLaren | 1:14.445 | +2.375 | 17 |
| 19 | Will Stevens | Manor | 1:16.671 | +4.601 | 15 |
| 20 | Alexander Rossi | Manor | 1:17.059 | +4.989 | 15 |
