Egyes csapatok lágy, mások közepes keverékkel hajtottak ki a Spanyol Nagydíj utolsó szabadedzésén szombat délben: a két Mercedes lágy keveréket választott, ezen Lewis Hamilton 1:18,117-es köridővel – hajszállal a hétvége legjobb körével – állt az élen röviddel a 60 perces tréning félideje után, a tőle három tizedmásodperccel lemaradó Valtteri Bottas előtt.
A Red Bull ellenben közepes keveréket választott az első etapra: ezzel a garnitúrával Max Verstappen a harmadik helyen öt tizeddel maradt el, a negyedik-ötödik pozícióban Charles Leclerc és Carlos Sainz Ferrarija állt, akik szintén a lágy opciót választották, és ugyancsak ezen a keveréken egészen elöl, a hatodik helyen lehetett megtalálni Antonio Giovinazzi nevét az Alfa Romeóval.
A 35. perc környékén a mezőny többsége a bokszban táborozott, az utolsó 20 percben kezdték meg a végső rohamokat, az időmérőre gyúrva már mindannyian friss lágy keveréken. Hamilton első próbálkozásán nem tudott javítani, és másodjára is csak öt századot csípett le, Verstappen azonban odatette magát a lágy abroncson: 1,17,835-ös kört teljesített, a harmadik szabadedzés legjobbját – jelezve, hogy a második edzésen elért kilencedik pozíciója valóban nem a realitást tükrözte.
A 0,235 másodperc lemaradásban levő Hamilton mögött a harmadik-negyedik helyre felzárkózó két Ferrari zárt Leclerc és Sainz sorrendjében. Bottas nem tudott javítani az utolsó lágy szetten, így közel hat tizedmásodperc lemaradásban csak ötödik lett. A 10-es kanyarban kavicságyat látogató Lando Norris hatodik pozíciót szerzett Pierre Gasly és Daniel Ricciardo, valamint Kimi Raikkönen előtt – Norris kicsúszása mellett hozzá fűződött a nyugalmas szabadedzés másik kis rendkívüli momentuma, a finn defektet kapott.
A másik Red Bull-lal Sergio Perez péntekhez hasonlóan nem találta magát, tizedik lett, 0,771 másodperccel lassabb kört teljesített csapattársánál. A pénteken remeklő, FP2-n mindkét autóval első ötben záró Alpine számára Fernando Alonso a 11. pozíciót szerezte meg az időmérő előtt. A mezőny újra rendkívül szoros volt: 13 autó zárt egy másodpercen belül – ebből 11-et alig négy tized választott el!
A harmadik szabadedzés eredménye:
| Versenyző | Csapat | Köridő | Hátrány | Körök | |
| 1 | Max Verstappen | RED BULL RACING HONDA | 1:17.835 | 11 | |
| 2 | Lewis Hamilton | MERCEDES | 1:18.070 | +0.235 | 14 |
| 3 | Charles Leclerc | FERRARI | 1:18.308 | +0.473 | 17 |
| 4 | Carlos Sainz | FERRARI | 1:18.410 | +0.575 | 18 |
| 5 | Valtteri Bottas | MERCEDES | 1:18.423 | +0.588 | 15 |
| 6 | Lando Norris | MCLAREN MERCEDES | 1:18.494 | +0.659 | 14 |
| 7 | Pierre Gasly | ALPHATAURI HONDA | 1:18.535 | +0.700 | 17 |
| 8 | Daniel Ricciardo | MCLAREN MERCEDES | 1:18.582 | +0.747 | 21 |
| 9 | Kimi Räikkönen | ALFA ROMEO RACING FERRARI | 1:18.597 | +0.762 | 18 |
| 10 | Sergio Perez | RED BULL RACING HONDA | 1:18.606 | +0.771 | 16 |
| 11 | Fernando Alonso | ALPINE RENAULT | 1:18.662 | +0.827 | 18 |
| 12 | Yuki Tsunoda | ALPHATAURI HONDA | 1:18.673 | +0.838 | 21 |
| 13 | Esteban Ocon | ALPINE RENAULT | 1:18.700 | +0.865 | 15 |
| 14 | Lance Stroll | ASTON MARTIN MERCEDES | 1:18.877 | +1.042 | 18 |
| 15 | George Russell | WILLIAMS MERCEDES | 1:19.005 | +1.170 | 17 |
| 16 | Antonio Giovinazzi | ALFA ROMEO RACING FERRARI | 1:19.214 | +1.379 | 19 |
| 17 | Sebastian Vettel | ASTON MARTIN MERCEDES | 1:19.363 | +1.528 | 18 |
| 18 | Nicholas Latifi | WILLIAMS MERCEDES | 1:19.392 | +1.557 | 16 |
| 19 | Mick Schumacher | HAAS FERRARI | 1:19.999 | +2.164 | 17 |
| 20 | Nikita Mazepin | HAAS FERRARI | 1:20.237 | +2.402 | 15 |
