スペインGP最後となるフリー走行3回目は、フェラーリのミハエル・シューマッハーが1分15秒658でトップタイムをマークした。2番手、3番手にはジャンカルロ・フィジケラ（ルノー）、ニック・ハイドフェルド（BMWザウバー）が続いた。
　日本勢ではホンダのルーベンス・バリチェロが6番手タイム、ジェンソン・バトンが11番手、トヨタの2台はラルフ・シューマッハーが13番手、ヤルノ・トゥルーリが18番手となった。またスーパーアグリの佐藤琢磨とフランク・モンタニーはそれぞれ20番手、22番手のタイムでフリー走行3回目を終え、各陣営がこのあと14時（現地時間）から行われる予選に挑むこととなった。

　土曜日午前11時（現地時間）から始まったスペインGPのフリー走行3回目は、気温20度、路面温度21度、湿度63％というコンディション。
　セッションが始まると佐藤琢磨が先陣を切ってコースへ。それに続いてティアゴ・モンテイロ、フランク・モンタニー、クリスチャン・アルバースもコースへと向かうものの、インスタレーションラップのみでピットへと戻っていった。その間、唯一コースに残って走行を重ねていたモンタニーが、まず1分22秒594のタイムをマーク。その後はジャク・ビルヌーブ、デイビッド・クルサード、ヤルノ・トゥルーリ、佐藤琢磨、ビタントニオ・リウッツィらのマシンが走行を重ねビルヌーブが1分19秒001のトップタイムをマークした。

　セッション中盤に入ると全22台がフルラップ走行を行ない、そこで速さをみせたのはフェラーリの2台。まずは開始21分になってマッサが1分18秒704でトップタイムをマークするも、その3分後にチームメイトのミハエル・シューマッハーがいきなりの1分17秒229でトップタイムを更新。シューマッハーはその後も周回を重ねる度に、自らのタイムを縮めていくといった、フェラーリが前日のフリー走行と同様に好調な走りをみせた。その後バトンが1分16秒999でトップに浮上するも、しかしそ直後にマッサが16秒410でトップに立った。

　セッションも終盤になると、まずはキミ・ライコネンが1分16秒756、続けてシューマッハーが16秒575と自らのタイムを刻んでくるもののマッサのタイムは更新できず。
　しかしセッション残り10分あたりになって、それまで走行を重ねていたクルサードが1分16秒352のタイムで0.058秒トップタイムを破る。その後、ルーベンス・バリチェロが1分16秒399のタイムをマークするが0.047秒届かず2番手。そのままセッションは終わるかに思われたが、終了直前になってシューマッハーが1分15秒658でトップタイムを更新し、フリー走行3回目は終了した。以下フィジケラ、ハイドフェルド、クリエン、クルサード、バリチェロ、マッサ、アロンソ、モントーヤ、ライコネンというトップ10だった。

　スーパーアグリの佐藤琢磨はトップから3.199秒落ちとなる20番手。フランク・モンタニーは24周を走りこみ、琢磨から1.174秒差の22番手で予選前最後のセッションを終えている。