Charles Leclerc garde le dessus à Montmelo. Toutefois, l'avance du Monégasque n'est plus aussi nette que vendredi, lorsqu'il a dominé la première et la deuxième séance d'essais libres du Grand Prix d'Espagne. Une dernière heure de préparation que les pilotes ont principalement consacrée à la préparation des qualifications. Charles Leclerc a réalisé la meilleure performance lors de sa deuxième tentative avec un temps au tour de 1:19,772. Le leader du championnat du monde a une nouvelle fois devancé son coéquipier Carlos Sainz Jr. qui, avec 357 millièmes de seconde de retard sur le Monégasque, n'a pu réaliser que le cinquième temps, car il a dû changer de châssis dans la nuit en raison d'un problème de système de carburant. Sans surprise, la plus grande menace pour Charles Leclerc dans la lutte pour la pole position sera Max Verstappen. Alors que la Red Bull Racing du champion du monde en titre est nettement plus performante dans les lignes droites, la perte de temps dans les secteurs 2 et 3, plus sinueux, a une nouvelle fois été décisive. Le Néerlandais a échoué à 72 millièmes du pilote Ferrari lors de cette séance, mais il a confirmé qu'il était prêt pour la bataille.
Mercedes à l'affût pour le moment, Gasly en difficulté.
Derrière le duo de tête, les pilotes Mercedes suivaient. George Russell a réalisé le troisième meilleur temps, à 148 millièmes de seconde, tandis que Lewis Hamilton a hissé sa W13 à la quatrième place. Après un premier essai où il a beaucoup souffert des rebonds en ligne droite, le septuple champion du monde s'est senti plus à l'aise lors de son deuxième essai, ne concédant que 230 millièmes de seconde à Charles Leclerc. Sergio Pérez, moins à l'aise que son coéquipier de Red Bull Racing, a terminé la séance avec le sixième temps, à 488 millièmes de retard. Lando Norris, qui s'était arrêté vendredi après un changement de châssis, est resté le "meilleur des autres" en début d'après-midi, mais l'écart était important, avec 631 millièmes. Kevin Magnussen s'est classé septième, tandis que son coéquipier Mick Schumacher a dû rapidement interrompre la séance en raison d'un frein arrière droit en feu. Côté français, Esteban Ocon a signé le dixième temps à 1'110 de Charles Leclerc, tandis que le début de week-end compliqué de Pierre Gasly se poursuivait. Le Normand n'a pu faire qu'un tour d'installation avant de rentrer au garage suite à un problème avec son moteur.