Doordat inhalen lastiger is geworden met de nieuwe auto’s, is het behalen van een goede startpositie dit seizoen nog belangrijker dan voorgaande jaren. Het werk van Mercedes, Ferrari en Red Bull spitste zich tijdens de derde training dan ook vooral toe op de kwalificatie, die om 14.00 uur Nederlandse tijd begint. Al vroeg in de sessie verschenen de coureurs van deze teams met ultrazachte banden op de baan.

Ricciardo en Verstappen waren de eersten die een ronde op deze compound voltooiden, waardoor de Australiër en de Nederlander kort van de eerste positie in de tijdenlijst konden genieten. Daarna ging het gevecht om de snelste tijd al snel verder tussen de rijders van Ferrari en Mercedes. Nadat eerst Raikkonen en Vettel bovenaan stonden, waren halverwege de sessie Hamilton en Bottas de snelsten. De coureurs van Ferrari voerden het tempo met nog een minuut of twintig te gaan verder op. Raikkonen stuurde de SF70H naar een 1.34.338, waar Vettel gelijk onder dook met een 1.34.001.

Met die tijd eindigde Vettel bovenaan in de derde training, voor teamgenoot Raikkonen. Bottas was met een 1.34.364 uiteindelijk maar een paar honderdsten langzamer dan zijn landgenoot en daarmee derde. Hamilton moest met een 1.34.542 nog iets meer toegeven op Vettel. Verstappen eindigde op bijna anderhalve seconde op de vijfde stek in de tijdenlijst na een 1.35.542 te hebben gereden op het Sochi Autodrom. Daniel Ricciardo, die aan het einde van de sessie nog even stil stond langs de baan maar zijn weg kon vervolgen, eindigde nog achter Williams-rijder Felipe Massa op de zevende positie. Nico Hülkenberg zat er weer goed bij namens Renault door de achtste tijd op de klokken te brengen. Carlos Sainz Jr. (Toro Rosso) en Kevin Magnussen (Haas) waren respectievelijk negende en tiende.

Lance Stroll (Williams) en Esteban Ocon (Force India) waren nipt langzamer dan Magnussen en stonden na een uur trainen zodoende elfde en twaalfde. Toro Rosso-coureur Daniil Kvyat maakte nog een spin en reed uiteindelijk de dertiende tijd. Fernando Alonso stuurde de McLaren-Honda naar de veertiende tijd, terwijl Sergio Perez (Force India)  op de vijftiende tijd bleef steken. Romain Grosjean is nog altijd niet tevreden over zijn Haas en klokte de zestiende tijd. Stoffel Vandoorne was zeventiende en liet daarmee alleen de coureurs van Sauber achter zich.

Jolyon Palmer reed namelijk geen enkele tijd in de derde training. Hij verloor aan het begin van de sessie ineens vermogen, waarna Renault liet weten dat zijn krachtbron moet worden vervangen.

Uitslag derde vrije training Grand Prix van Rusland:

Pos.	Coureur	Team	Ronden	Tijd	Verschil
1	Sebastian Vettel	Ferrari	17	1.34.001
2	Kimi Raikkonen	Ferrari	16	1.34.338	0.337
3	Valtteri Bottas	Mercedes	20	1.34.364	0.363
4	Lewis Hamilton	Mercedes	19	1.34.542	0.541
5	Max Verstappen	Red Bull	21	1.35.452	1.451
6	Felipe Massa	Williams	17	1.35.471	1.470
7	Nico Hülkenberg	Renault	15	1.35.662	1.661
8	Daniel Ricciardo	Red Bull	24	1.35.830	1.829
9	Carlos Sainz Jr.	Toro Rosso	20	1.36.164	2.163
10	Kevin Magnussen	Haas	19	1.36.556	2.555
11	Lance Stroll	Williams	19	1.36.649	2.648
12	Esteban Ocon	Force India	22	1.36.676	2.675
13	Daniil Kvyat	Toro Rosso	18	1.36.846	2.845
14	Fernando Alonso	McLaren	12	1.36.869	2.868
15	Sergio Perez	Force India	21	1.36.962	2.961
16	Romain Grosjean	Haas	20	1.37.164	3.163
17	Stoffel Vandoorne	McLaren	15	1.37.182	3.181
18	Marcus Ericsson	Sauber	21	1'37.503	3.502
19	Pascal Wehrlein	Sauber	17	1.37.657	3.656
20	Jolyon Palmer	Renault	4