A pénteki kellemes időnek nyoma sem volt, amikor a mezőny megérkezett a sanghaji pályára szombat reggel. Az eső átvette az irányítást, alaposan eláztatva a pályát, így olyan körülményeket teremtve, amelyeket az egyórás gyakorlás első 15 percében a versenyzők csak a garázsból néztek.
Ekkor azonban elállt az eső, így fokozatosan egyre több csapat vette a bátorságot, hogy kiküldje felderítőútra pilótáit, észben tartva, hogy minden bizonnyal a három órával később startoló időmérőn is hasonló körülményekre kell számítani. Elsőként a két Williams lépett pályára extrém esőgumikon, majd félidőig a többség követte is őket. Kezdetként csak óvatos installációs köröket láthattunk, majd hamarosan néhányan mért körrel is megpróbálkoztak.
A kék oldalfalú abroncsokon Kimi Raikkönen állt az élre, két perc alatt érve körbe Sanghajban, majd lassan áthelyeződött a hangsúly az intermediate gumikra, ezáltal pedig a köridők is javulni kezdtek.
A legjobb időt végül a másik Ferrarival az egyetlen alkalommal pályára hajtó Sebastian Vettel jegyezte, aki 1:57,351-et ment az intereken. Mögötte Valtteri Bottas, Sergio Perez és Carlos Sainz végzett. Összesen 14-en futottak mért időt, és nem volt közöttük egyik Mercedes, McLaren vagy Red Bull sem.
Elvétett féktávok, az aszfaltozott bukótérbe történő kicsúszások persze voltak szép számmal, de a körülményeket figyelembe véve mindenki különösebb dráma nélkül vészelte át az időmérő főpróbáját. A Renault-nál okozott némi tanácstalanságot, amikor Jolyon Palmer egy alkalommal defektes jobb hátsó gumival tért vissza a bokszba, ami Kevin Magnussen pénteki hasonló problémája után jelentkezett - ám míg a dánnál a felfüggesztés okozta a defektet, a szerelők most nem erre gyanakodtak.
Marcus Ericsson csak a legutolsó percekben lépett pályára az edzés során, az ő Sauberjét hidraulikus probléma tartotta a bokszban sokáig.
Az időmérő közép-európai idő szerint 9 órakor startol - a tavalyi lebonyolítás visszatérésével.
A harmadik szabadedzés végeredménye:
| # | Versenyző | Csapat | Idő | Hátrány | Kör |
| 1 | Sebastian Vettel | Ferrari | 1:57.351 | - | 3 |
| 2 | Valtteri Bottas | Williams-Mercedes | 1:58.061 | 0.710 | 7 |
| 3 | Sergio Perez | Force India-Mercedes | 1:58.689 | 1.338 | 4 |
| 4 | Carlos Sainz | Toro Rosso-Ferrari | 1:58.800 | 1.449 | 9 |
| 5 | Esteban Gutierrez | Haas-Ferrari | 1:59.526 | 2.175 | 7 |
| 6 | Jolyon Palmer | Renault | 1:59.677 | 2.326 | 7 |
| 7 | Kevin Magnussen | Renault | 1:59.761 | 2.410 | 9 |
| 8 | Pascal Wehrlein | Manor-Mercedes | 1:59.964 | 2.613 | 8 |
| 9 | Max Verstappen | Toro Rosso-Ferrari | 2:00.150 | 2.799 | 6 |
| 10 | Nico Hulkenberg | Force India-Mercedes | 2:00.158 | 2.807 | 4 |
| 11 | Felipe Nasr | Sauber-Ferrari | 2:00.197 | 2.846 | 8 |
| 12 | Kimi Raikkonen | Ferrari | 2:00.812 | 3.461 | 5 |
| 13 | Felipe Massa | Williams-Mercedes | 2:02.438 | 5.087 | 4 |
| 14 | Rio Haryanto | Manor-Mercedes | 2:02.732 | 5.381 | 5 |
| - | Jenson Button | McLaren-Honda | - | - | 3 |
| - | Fernando Alonso | McLaren-Honda | - | - | 3 |
| - | Romain Grosjean | Haas-Ferrari | - | - | 4 |
| - | Daniil Kvyat | Red Bull-TAG Heuer | - | - | 4 |
| - | Nico Rosberg | Mercedes | - | - | 2 |
| - | Daniel Ricciardo | Red Bull-TAG Heuer | - | - | 3 |
| - | Lewis Hamilton | Mercedes | - | - | 2 |
| - | Marcus Ericsson | Sauber-Ferrari | - | - | 1 |
