Bár a részben nedves pénteki nap után a továbbiakra sem zárták ki a csapadék lehetőségét a meteorológusok, a harmadik szabadedzés szombaton délelőtt száraz időben zajlott az USA Nagydíj helyszínén.
Az élmezőny ezúttal már csak a leglágyabb, lila helyett ezen a hétvégén rózsaszín jelölésű abroncsokat próbálgatta, Lewis Hamilton pedig viszonylag hamar ismét a tabella élére állt, majd tovább faragott pénteki legjobbján, 1:34,478-ra javítva az aktuális pályarekordot.
Az előző napi problémák után új karosszériát kapó Sebastian Vettel is hozzá hasonló eredményre volt képes, leggyorsabb köre során csupán 92 ezreddel elmaradva. A német azonban az egyórás edzés során elsősorban azzal hívta fel magára a figyelmet, amikor egyik menetéről a bokszba visszatérve kis híján korábbi csapata, a Red Bull garázsa elé parkolt be. „Bocsánat, lefelé néztem” - magyarázkodott a rádióban Vettel, aki még éppen vissza tudott kanyarodni a Red Bull szerelői elől, hogy a mögöttük lévő Ferrari-boksz előtt megtalálja igazi otthonát.
Vettel se equivoca y casi para en el box de Red Bull, al corregir casi atropella a un miembro de Ferrari #FP3 #COTA #USGP pic.twitter.com/6CswoFBvkw
— Victor F1 (@g3of1) October 21, 2017
Voltak ugyan kisebb pályaelhagyások, köztük Vettel, Hamilton és a motorbüntetés miatt a rajtrács végére száműzött Max Verstappen is szétnézett az aszfaltozott bukótereken, az edzés leglátványosabb kicsúszása azonban félidő környékén érkezett, és az a Romain Grosjean követte el, aki az előző két versenyhétvége egy szabadedzésén is balesetet szenvedett ilyen-olyan okokból. Ezúttal nem keletkezett különösebb kár a Haasban, hiszen fallal nem találkozott, viszont az autó elásta magát a kavicságyban, így a francia nem tudta folytatni. Az VF-17-es kimentése idejére virtuális biztonsági autós periódus lépett életbe.
Danyiil Kvjatot érte még komolyabb baj, ő hat megtett kör után műszaki gondok miatt a bokszban volt kénytelen vesztegelni, így a tabella legalján zárt. Csapattársa és a mezőny újonca, Brendon Hartley a 15. helyen végzett, míg a munkahelyet váltó Carlos Sainz a 8. lett, egyetlen pozícióval renault-s csapattársa, Nico Hülkenberg mögött.
Az időmérő edzés most a megszokott menetrendhez képest két órával később, közép-európai idő szerint csak 23 órakor kezdődik.
A harmadik szabadedzés végeredménye:
| # | Versenyző | Csapat | Idő | Hátrány | Kör |
| 1 | Lewis Hamilton | Mercedes | 1:34.478 | 15 | |
| 2 | Sebastian Vettel | Ferrari | 1:34.570 | 0.092 | 19 |
| 3 | Valtteri Bottas | Mercedes | 1:34.692 | 0.214 | 17 |
| 4 | Kimi Räikkönen | Ferrari | 1:34.755 | 0.277 | 17 |
| 5 | Max Verstappen | Red Bull-TAG Heuer | 1:35.103 | 0.625 | 14 |
| 6 | Felipe Massa | Williams-Mercedes | 1:35.346 | 0.868 | 11 |
| 7 | Nico Hülkenberg | Renault | 1:35.608 | 1.130 | 21 |
| 8 | Carlos Sainz | Renault | 1:35.650 | 1.172 | 16 |
| 9 | Daniel Ricciardo | Red Bull-TAG Heuer | 1:35.723 | 1.245 | 17 |
| 10 | Sergio Pérez | Force India-Mercedes | 1:35.802 | 1.324 | 16 |
| 11 | Esteban Ocon | Force India-Mercedes | 1:35.965 | 1.487 | 17 |
| 12 | Lance Stroll | Williams-Mercedes | 1:36.118 | 1.640 | 12 |
| 13 | Fernando Alonso | McLaren-Honda | 1:36.239 | 1.761 | 15 |
| 14 | Stoffel Vandoorne | McLaren-Honda | 1:36.599 | 2.121 | 14 |
| 15 | Brendon Hartley | Toro Rosso-Renault | 1:36.818 | 2.340 | 26 |
| 16 | Kevin Magnussen | Haas-Ferrari | 1:37.271 | 2.793 | 16 |
| 17 | Marcus Ericsson | Sauber-Ferrari | 1:37.319 | 2.841 | 17 |
| 18 | Pascal Wehrlein | Sauber-Ferrari | 1:37.807 | 3.329 | 15 |
| 19 | Romain Grosjean | Haas-Ferrari | 1:37.891 | 3.413 | 9 |
| 20 | Daniil Kvyat | Toro Rosso-Renault | 1:38.500 | 4.022 | 6 |
