Nella fase conclusiva della sessione mattutina il finlandese ha montato le gomme supersoft ed ha realizzato un crono di 1'23"063 con cui ha migliorato di un paio di decimi il riferimento di ieri del compagno di squadra Felipe Massa, senza riuscire però ad arrivare a battere i tempi fatti negli ultimi due giorni dalle Mercedes W06 Hybrid, per di più con le gomme soft e non con le supersoft.
Oggi la squadra di Brackley non ha neppure tentato il time attack, preferendo concentrarsi sui long run con gomme medie e dure. Si spiega così il settimo tempo finale di Nico Rosberg. Il tedesco in realtà nel finale ha montato un treno di gomme soft, ma lo ha utilizzato solamente per fare delle prove di partenza. Dunque, la sua giornata si è conclusa però con ben 148 giri all'attivo e con la certezza di aver realizzato il miglior tempo assoluto degli otto giorni sul tracciato catalano con l'1'22"7 piazzato venerdì.
Alle spalle di Bottas, in seconda posizione, c'è la Ferrari SF15-T di Sebastian Vettel. Anche il tedesco ha montato le supersoft in mattinata, ma con il suo 1'23"469 non è riuscito ad eguagliare il crono di ieri di Kimi Raikkonen. Nel pomeriggio il quattro volte campione del mondo si è poi dedicato ad una simulazione di gara, concludendo la sua giornata con ben 129 giri.
In terza piazza c'è il pilota più attivo della giornata, ovvero Felipe Nasr: ancora una volta il brasiliano della Sauber ha speso il pomeriggio con una lunga simulazione di gara che lo ha portato a totalizzare addirittura 159 giri. In precedenza però aveva tentato anche lui il time attack, chiudendo con un 1'24"023 realizzato con le gomme supersoft.
Un bravo se lo meritano sicuramente i meccanici della Toro Rosso: allo scadere della prima ora della sessione pomeridiana la STR10 di Max Verstappen era rimasta ferma in pista per un problema di motore. I meccanici della squadra faentina però si sono rimboccati le maniche e a 35 minuti dal termine lo hanno rimandato in pista, consentendogli di fare un ultimo time attack che lo ha portato al quarto posto in classifica in 1'24"527, tempo ottenuto con le supersoft.
Piuttosto travagliata anche la giornata della Red Bull: dopo appena un'ora la RB11 di Daniel Ricciardo si è fermata all'uscita della pitlane a causa di un guasto all'ERS, provocando anche una bandiera rossa. Rimasto ai box per tutto il resto della mattinata, l'australiano è tornato a darsi da fare nel pomeriggio, collezionando 72 giri con un best di 1'24"638 realizzato con gomme soft.
L'affidabilità sembra essere sicuramente uno dei punti di forza della Force India VJM08 invece. I primi tre giorni di lavoro con la nuova monoposto sono volati via senza il minimo intoppo per la squadra di Vijay Mallya ed anche oggi Sergio Perez (al debutto sulla VJM08) ha messo insieme 130 giri, il migliore dei quali in 1'25"186 con gomme supersoft.
Detto del settimo tempo di Rosberg, alle sue spalle troviamo la McLaren-Honda di Jenson Button. Il britannico è stato costretto a passare praticamente tutta la mattinata ai box a causa di un guasto ad un sensore, ma poi nel pomeriggio ha totalizzato una trentina di giri, realizzando il suo migliore con le gomme supersoft in 1'25"327.
Giornata da dimenticare invece per la Lotus: la squadra di Enstone è stata costretta ad alzare bandiera bianca con oltre tre ore d'anticipo, in quanto Pastor Maldonado è finito a muro alla curva 5 nelle prime fasi della sessione pomeridiana. I danni riportati alla parte anteriore della E23 Hybrid erano troppo importanti per rimandarla in pista prima della bandiera a scacchi, quindi il venezuelano chiude mestamente il gruppo con soli 35 giri all'attivo.
1. Valtteri Bottas - Williams FW37-Mercedes - 1'23"063 - 89 giri
2. Sebastian Vettel - Ferrari SF15-T - 1'23"469 - 129
3. Felipe Nasr - Sauber C34-Ferrari - 1'24"023 - 159
4. Max Verstappen - Toro Rosso STR10-Renault - 1'24"527 - 85
5. Daniel Ricciardo - Red Bull RB11-Renault - 1'24"638 - 72
6. Sergio Perez - Force India VJM08-Mercedes - 1'25"113 - 130
7. Nico Rosberg - Mercedes W06 Hybrid - 1'25"186 - 148
8. Jenson Button - McLaren-MP4-30-Honda - 1'25"327 - 30
9. Pastor Maldonado - Lotus E23 Hybrid-Mercedes - 1'28"272 - 35