Jenson Button meldete sich im dritten Freien Training in Valencia zurück. Der McLaren-Pilot erlebte an den letzten Rennwochenenden schwierige Tage, kommt in Valencia jedoch besser zurecht. Mit einer Zeit von 1:38.562 Minuten erzielte der Brite die Bestzeit - 0,093 Sekunden vor Lotus-Mann Romain Grosjean. Dessen Teamkollege Kimi Räikkönen reihte sich mit knapp zwei Zehnteln Rückstand auf Rang drei ein.

Die Plätze vier und fünf gingen an die stark auftrumpfenden Force-India-Piloten Nico Hülkenberg und Paul di Resta, die bereits am Freitag in den beiden Trainings sehr schnell unterwegs waren und dafür viel Expertenlob einheimsten. Sergio Perez, Michael Schumacher und Lewis Hamilton komplettierten die ersten Acht.

Sebastian Vettel machte sich erst kurz vor Ablauf der Zeit auf Zeitenjagd und setzte keine Spitzenzeit mehr. Nach dem Fallen der Zielflagge fuhr er jedoch noch einmal Sektorbestzeiten, die andeuten, dass auch in Valencia mit Red Bull zu rechnen sein wird. Vettel belegte Platz 13, Mark Webber Rang 19.