Sebastian Vettel fuhr im letzten Freien Training in Valencia die Bestzeit. In 1:38.052 Minuten fuhr der Deutsche ein Zehntel schneller als sein erster Verfolger Robert Kubica auf Platz 2. Vettels Teamkollege Mark Webber landete mit zweieinhalb Zehnteln Rückstand auf Rang drei. Beide Red Bull Piloten setzten den überarbeiteten F-Kanal ein, den das Team an diesem Wochenende erstmals auch im Rennen nutzen wird.

Die ungewöhnliche Reihenfolge in der Zeitenliste setzen Adrian Sutil, Fernando Alonso, Rubens Barrichello, Tonio Liuzzi und Felipe Massa auf den Positionen vier bis acht fort. Bester McLaren-Pilot wurde Jenson Button vor seinem Teamkollegen Lewis Hamilton auf Platz neun. Nico Rosberg scheiterte als Elfter knapp an den Top-10. Sein Teamkollege Michael Schumacher suchte weiter den Rhythmus auf der ihm unbekannten Strecke. Der Rekordweltmeister wurde nur Fünfzehnter.

Wie am Freitag gab es einige Ausrutscher neben die Strecke, unter anderem von Robert Kubica. Den einzigen technischen Defekt des Tages hatte Timo Glock. Der Virgin-Pilot rollte schon nach seiner ersten Runde langsam an die Box zurück. Am Ende konnte er aber dennoch 17 Runden absolvieren. Sein Problem rührte vom Gaspedal respektive der Getriebesteuerung her.