A pénteken viharosan véget ért edzésnapnak szombat reggel is maradt nyoma Spában, ugyanis reggel is hullott némi csapadék, így néhol még a 11 órás kezdéskor is nedves foltok voltak találhatóak a pályán. Ez viszont aligha zavarta meg a mezőny programját: miután a többség elővigyázatosságból még intermediate gumikon tette meg installációs körét, a továbbiakban már slickeken folytatódott a munka.
Az élmezőny tagjai először szuperlágy gumikon teljesítettek gyorsköröket, ami a tabella élén igencsak szoros állást rajzolt ki a három legjobb időt elérő pilóta között: Kimi Raikkönen, Sebastian Vettel és Lewis Hamilton csak néhány századra voltak egymástól. Az edzésidő második felében aztán előkerültek az ultralágyak is, amelyek hasonlóan kiélezett állást rajzoltak ki ugyanez a három versenyző között. Raikkönen ekkor már kissé határozottabban, két tizedmásodperces előnnyel állt az élre (1:43,916-tal új pályacsúcsot felállítva a 2007 óta létező vonalvezetésen), mögötte viszont Vettel csupán egyetlen ezreddel volt gyorsabb Hamiltonnál.
Ekkor még nem jártunk az edzés végénél, a hajrában többen ismét kihajtottak használt ultralágyakon, de az élen az állás már nem változott, így a Belga Nagydíj négyszeres győztese, Kimi Raikkönen zárta az élen az időmérő előtti főpróbát. A szorosan egymás közelében lévő három pilóta mögött azonban az élmezőny másik három tagja, Max Verstappen, Valtteri Bottas és Daniel Ricciardo már több mint egy másodperccel elmaradtak tőlük.
Felipe Massa a péntek kényszerű kihagyása után végre munkába állt, ám az edzés folyamán a versenybírók vizsgálódni kezdtek ellene a sárga zászlók melletti nem megfelelő lassítás gyanúja miatt (büntetés lett a vége). Danyiil Kvjat volt a szabadedzés egyetlen „kiesője”, miután műszaki hiba okán megállt alatta a Toro Rosso az Eau Rouge-ból kiérkezve - majd ki is gyulladt, ám a pályabírók gyorsan reagálva eloltották a tüzet. És Marcus Ericssonnak sem indult jól a napja, hiszen háromnegyed órán át szerelte Sauberjét a csapat, így csak az edzés végéhez közeledve tehette meg első köreit.
A harmadik szabadedzés végeredménye:
| # | Versenyző | Csapat | Idő | Hátrány | Kör |
| 1 | Kimi Räikkönen | Ferrari | 1:43.916 | 17 | |
| 2 | Sebastian Vettel | Ferrari | 1:44.113 | 0.197 | 15 |
| 3 | Lewis Hamilton | Mercedes | 1:44.114 | 0.198 | 11 |
| 4 | Max Verstappen | Red Bull-TAG Heuer | 1:45.034 | 1.118 | 13 |
| 5 | Valtteri Bottas | Mercedes | 1:45.230 | 1.314 | 18 |
| 6 | Daniel Ricciardo | Red Bull-TAG Heuer | 1:45.286 | 1.370 | 18 |
| 7 | Jolyon Palmer | Renault | 1:45.491 | 1.575 | 11 |
| 8 | Sergio Pérez | Force India-Mercedes | 1:45.857 | 1.941 | 14 |
| 9 | Carlos Sainz | Toro Rosso-Renault | 1:45.942 | 2.026 | 18 |
| 10 | Fernando Alonso | McLaren-Honda | 1:46.060 | 2.144 | 12 |
| 11 | Nico Hülkenberg | Renault | 1:46.064 | 2.148 | 11 |
| 12 | Esteban Ocon | Force India-Mercedes | 1:46.179 | 2.263 | 14 |
| 13 | Romain Grosjean | Haas-Ferrari | 1:46.196 | 2.280 | 14 |
| 14 | S.Vandoorne | McLaren-Honda | 1:46.300 | 2.384 | 14 |
| 15 | Lance Stroll | Williams-Mercedes | 1:46.620 | 2.704 | 18 |
| 16 | Felipe Massa | Williams-Mercedes | 1:46.667 | 2.751 | 22 |
| 17 | Kevin Magnussen | Haas-Ferrari | 1:46.690 | 2.774 | 13 |
| 18 | Daniil Kvyat | Toro Rosso-Renault | 1:47.903 | 3.987 | 7 |
| 19 | Pascal Wehrlein | Sauber-Ferrari | 1:48.296 | 4.380 | 17 |
| 20 | Marcus Ericsson | Sauber-Ferrari | 1:48.300 | 4.384 | 6 |
