Nem szokványos, hogy egy csapat még a versenyhétvége utolsó szabadedzését is különféle aerodinamikai specifikációk összehasonlításával tölti, ám a pénteket követően, amikor a Mercedesek nem találták a tempót, és egyébként is a reméltnél kevesebb időt tölthettek a pályán, a brackley-i alakulat úgy döntött, hogy eltérő elemekkel felvértezve küldi a pályára az autóit: Valtteri Bottas az új, Lewis Hamilton a régebbi aerocsomagot kapta meg erre az egy órára.
Az időeredményeket illetően nem alakult ki nagy különbség a két autó között, Bottas végül két tizeddel volt gyorsabb Hamiltonnál, viszont a páros csak a 4-5. helyen végzett. Az élre ezúttal is a Ferrarik kerültek, Kimi Raikkönen 1:31,880-nal zárt az első helyen, kevesebb mint két tizeddel csapattársa, Sebastian Vettel előtt. A németnek aztán gondjai akadtak az edzés végén, autója lelassult és a csapat a bokszba való visszatérésre kérte.
A harmadik Daniel Ricciardo lett, aki egy ideig szintén állt a tabella élén, csapattársa, a születésnapos Max Verstappen pedig a 6.-ként végzett, ám ő az edzés végén azzal hívta fel magára a figyelmet, hogy ütközésbe keveredett - ami szabadedzésen igencsak szokatlan. Verstappen az utolsó kanyart készült bevenni, ám a mögötte érkező, magát elfékező Jolyon Palmer hátulról nekiütközött és kiforgatta a hollandot. Az első rádiós reakciók alapján persze mindketten a másikat hibáztatták az ütközésért.
Romain Grosjean autóját sikerült összeraknia a Haasnak a pénteki baleset után, amely a csapattól és a pilótától függetlenül, egy felvált csatornafedél miatt tört össze alaposan. Az istálló a körülmények miatt szankciók nélkül túlórázhatott, és a francia immár zavartalan edzést teljesíthetett. Ezúttal viszont csapattársának, Kevin Magnussennek akadtak gondjai, akinek autóját elektronikai hiba miatt kellett hosszabb ideig szerelni a garázsban.
A Malajziai Nagydíj időmérője közép-európai idő szerint 11 órakor kezdődik.
A harmadik szabadedzés végeredménye:
| # | Versenyző | Csapat | Idő | Hátrány | Kör |
| 1 | Kimi Räikkönen | Ferrari | 1:31.880 | 19 | |
| 2 | Sebastian Vettel | Ferrari | 1:32.042 | 0.162 | 14 |
| 3 | Daniel Ricciardo | Red Bull-TAG Heuer | 1:32.091 | 0.211 | 16 |
| 4 | Valtteri Bottas | Mercedes | 1:32.329 | 0.449 | 24 |
| 5 | Lewis Hamilton | Mercedes | 1:32.539 | 0.659 | 20 |
| 6 | Max Verstappen | Red Bull-TAG Heuer | 1:32.579 | 0.699 | 17 |
| 7 | Sergio Pérez | Force India-Mercedes | 1:33.209 | 1.329 | 20 |
| 8 | Felipe Massa | Williams-Mercedes | 1:33.240 | 1.360 | 20 |
| 9 | Esteban Ocon | Force India-Mercedes | 1:33.290 | 1.410 | 21 |
| 10 | S.Vandoorne | McLaren-Honda | 1:33.321 | 1.441 | 16 |
| 11 | Fernando Alonso | McLaren-Honda | 1:33.530 | 1.650 | 17 |
| 12 | Lance Stroll | Williams-Mercedes | 1:33.538 | 1.658 | 21 |
| 13 | Kevin Magnussen | Haas-Ferrari | 1:33.787 | 1.907 | 10 |
| 14 | Nico Hülkenberg | Renault | 1:33.871 | 1.991 | 14 |
| 15 | Carlos Sainz | Toro Rosso-Renault | 1:33.924 | 2.044 | 22 |
| 16 | Pierre Gasly | Toro Rosso-Renault | 1:34.206 | 2.326 | 24 |
| 17 | Jolyon Palmer | Renault | 1:34.475 | 2.595 | 12 |
| 18 | Romain Grosjean | Haas-Ferrari | 1:34.914 | 3.034 | 19 |
| 19 | Marcus Ericsson | Sauber-Ferrari | 1:34.936 | 3.056 | 19 |
| 20 | Pascal Wehrlein | Sauber-Ferrari | 1:35.045 | 3.165 | 19 |
