A Red Bull pilótája a hétvége eddigi leggyorsabb körét futotta meg, 1:36.435-tel zárta az edzést, mögötte a Mercedes pilótája, Lewis Hamilton 0.133 másodperc lemaradással végzett, míg a Force India versenyzője, Adrian Sutil a harmadik helyen kevesebb, mint két századmásodperces hátrányba került a brit pilótához képest.
Vettel csapattársa, Mark Webber a negyedik lett, 0.178 másodperces hátránnyal.
A tegnapi második szabadedzést megnyerő Kimi Räikkönen az ötödik helyen végzett, miután Lotusának kezelhetőségére panaszkodott.
Habár minden pilóta már az edzés elején a pályára gurult, a Caterham két pilótája, Charles Pic és Giedo van der Garde álltak az élen.
Tíz perc elteltével Räikkönen került az élre, 1:38-as körrel, ezt hamarosan a Mercedes pilótája, Nico Rosberg megjavította, néhány perccel később Adrian Sutil is ezt tette, a német pilóta volt az első, aki 1:37-es kört tudott futni.
Rosberg rövid ideig ismét visszavette az első helyet, majd csapattársa, Lewis Hamilton került az élre 1:37.527-es idővel, messze elmaradva Räikkönen pénteki idejétől.
A Ferrari pilótája, Felipe Massa volt az utolsó, aki gyors kört teljesített, a brazil pilóta ezt követően nem tért vissza a pályára az edzés feléig.
Rosberg a közepes keveréket használva visszatért az élre, 32 perccel az edzés megkezdése után 1:36-os időt futott, míg Webber és Vettel a mezőny végén állt, a Red Bull párosa láthatóan szenvedett a gumik tartósságával.
Hamilton első közepes keverékén elért köre a hétvége leggyorsabbjának bizonyult, 0.001 másodperccel javította meg Räikkönen pénteki idejét. Webber néhány pillanattal később a második helyre került, a közepes keveréken 0.045 másodperccel maradt el Hamilton mögött.
Vettel 16 perccel az edzés vége előtt még mindig az utolsó helyen állt, a közepes keveréken első gyors körét a hatodik helyen zárta.
Sutil tíz perccel az edzés vége előtt a második helyre került, 0.020 másodperccel Hamilton mögé.
Három perccel a leintés előtt Vettel 1:36.435-ös idővel az élre állt, egy tizedmásodperccel megelőzte riválisait.
Néhány pályaelhagyáson kívül baleset nem történt az edzés során.
A Maláj Nagydíj időmérő edzése helyi idő szerint 16 órakor veszi kezdetét a sepangi pályán.
Maláj Nagydíj- 3. szabadedzés végeredménye:
| Hely | Versenyző | Csapat | Idő | Körök |
| 1 | Sebastian Vettel | Red Bull | 1:36.435 | 20 |
| 2 | Lewis Hamilton | Mercedes | 1:36.568 | 17 |
| 3 | Adrian Sutil | Force India | 1:36.588 | 19 |
| 4 | Mark Webber | Red Bull | 1:36.613 | 20 |
| 5 | Kimi Räikkönen | Lotus | 1:36.806 | 19 |
| 6 | Paul di Resta | Force India | 1:36.807 | 18 |
| 7 | Jenson Button | McLaren | 1:36.822 | 16 |
| 8 | Felipe Massa | Ferrari | 1:36.946 | 14 |
| 9 | Nico Rosberg | Mercedes | 1:36.949 | 25 |
| 10 | Fernando Alonso | Ferrari | 1:37.302 | 14 |
| 11 | Pastor Maldonado | Williams | 1:37.359 | 11 |
| 12 | Sergio Perez | McLaren | 1:37.538 | 12 |
| 13 | Nico Hülkenberg | Sauber | 1:37.685 | 23 |
| 14 | Romain Grosjean | Lotus | 1:37.690 | 14 |
| 15 | Valtteri Bottas | Williams | 1:37.936 | 16 |
| 16 | Esteban Gutiérrez | Sauber | 1:38.294 | 17 |
| 17 | Jean-Éric Vergne | Toro Rosso | 1:38.376 | 16 |
| 18 | Daniel Ricciardo | Toro Rosso | 1:38.425 | 15 |
| 19 | Charles Pic | Caterham | 1:38.995 | 18 |
| 20 | Jules Bianchi | Marussia | 1:39.717 | 21 |
| 21 | Giedo van der Garde | Caterham | 1:40.209 | 18 |
| 22 | Max Chilton | Marussia | 1:40.495 | 18 |
