Ugyan lógott az eső lába a harmadik szabadedzés kezdetén, de száraz körülmények között kezdődött a gyakorlás.
Nem sokkal a kezdés után azonban elkezdett csepegni az eső, Sargeant pedig a kavicságyban végezte, és piros zászlóval megszakították az edzést.
Miután ismét zöld jelzést kapott a mezőny, nem történt semmi. Mindenki a boxban várakozott, mivel nehéz volt eldönteni, miként célszerű pályára lépni. Az eső ugyanis bár megmutatta magát, nem kezdett rá annyira, hogy akár csak az intermediate gumikat is érdemes legyen feltenni.
Mikor aztán kimerészkedtek a versenyzők, még mindig furcsák voltak a körülmények. Többen arról számoltak be, hogy bár eseget az eső, az aszfalt viszonylag száraznak tűnik, legalábbis az intermediate gumikhoz mérten, így aztán azok gyorsan el is koptak.
Norris volt az első, kb 8 perccel a vége előtt, aki bevállalta a száraz pályára való (lágy) gumikat, utána azonban többen is így tettek.
Végül a legjobb időt Max Verstappen futotta, még az eső előtt. Mögötte Sergio Pérez és Lewis Hamilton zárt.
A 2023-as Spanyol Nagydíj harmadik szabadedzésének végeredménye:
| # | Versenyző | Csapat | Köridő | Diff. |
| 1 | Max Verstappen | Red Bull | 1:13.664 | |
| 2 | Sergio Perez | Red Bull | 1:13.914 | 0.250 |
| 3 | Lewis Hamilton | Mercedes | 1:14.072 | 0.408 |
| 4 | Carlos Sainz | Ferrari | 1:14.240 | 0.576 |
| 5 | Fernando Alonso | Aston Martin | 1:14.264 | 0.600 |
| 6 | George Russell | Mercedes | 1:14.278 | 0.614 |
| 7 | Charles Leclerc | Ferrari | 1:14.353 | 0.689 |
| 8 | Valtteri Bottas | Alfa Romeo | 1:14.360 | 0.696 |
| 9 | Yuki Tsunoda | AlphaTauri | 1:14.659 | 0.995 |
| 10 | Lando Norris | McLaren | 1:14.681 | 1.017 |
| 11 | Zhou Guanyu | Alfa Romeo | 1:14.681 | 1.017 |
| 12 | Nyck de Vries | AlphaTauri | 1:14.693 | 1.029 |
| 13 | Lance Stroll | Aston Martin | 1:14.756 | 1.092 |
| 14 | Nico Hulkenberg | Haas | 1:14.988 | 1.324 |
| 15 | Oscar Piastri | McLaren | 1:15.105 | 1.441 |
| 16 | Esteban Ocon | Alpine | 1:15.266 | 1.602 |
| 17 | Kevin Magnussen | Haas | 1:15.534 | 1.870 |
| 18 | Pierre Gasly | Alpine | 1:15.841 | 2.177 |
| 19 | Alex Albon | Williams | 1:15.851 | 2.187 |
| 20 | Logan Sargeant | Williams | 1:16.529 | 2.865 |
