F1第4戦トルコGPの3回目のフリー走行は、レッドブルのセバスチャン・ベッテルがトップタイムをマークした。ザウバーの小林可夢偉は18番手だった。
グランプリ2日目を迎えたイスタンブールパーク・サーキットの天候は快晴。気温14度、路面温度は27度というドライコンディションでセッションは午後2時（現地時間／日本時間17時）からスタートした。
60分のセッションは開始から多くのマシンがコースイン。初日朝のクラッシュで2回目のフリー走行を走らなかったレッドブルのベッテルも修復されたマシンでコースへ向かい、まずは1周のインスタレーションラップを行う。
セッションが本格的に動き出したのは開始15分過ぎから。まずは、初日好調な走り出しのメルセデス勢がそれぞれトップタイムをマークし、ニコ・ロズベルグ、ルイス・ハミルトン、ミハエル・シューマッハーがトップ3を形成。ベッテルは序盤5番手につける。
開始20分過ぎ、ここでトロロッソのハイミ・アルグエルスアリがターン3と4の間でマシンを止めてしまう。状況からトロロッソのマシンはスピンを喫したようで、アルグエルスアリ自身もここでマシンを降りることになった。
その後、セッションの折り返しを前にレッドブルの2台がペースを上げ、ベッテルが1分27秒134でタイムシートのトップに浮上。マーク・ウエーバーもトラフィックの影響を受けながら3番手タイムをマークし、上位はベッテル、ロズベルグ、ウエーバーへと変わった。
セッション中盤、メルセデスの2台は積極的にロングランを続けるが、メルセデスのマシンは高速コーナーで不安定な挙動を見せており、ロズベルグが複合コーナーのターン8であわやクラッシュかというスピンを喫する場面も見られた。
残りが20分を切ると、トロロッソのセバスチャン・ブエミがこのセッションで初めてソフトタイヤを投入し、トップに浮上すると、同じくソフトタイヤに履き替えたフェラーリのフェリペ・マッサがタイムを1分26秒台に入れてくる。
終盤残り10分からは、多くのマシンがソフトタイヤに履き替え自己ベストを更新していく。そのなか、最終的にトップタイムをマークしたのはやはりレッドブルのベッテルでタイムを1分26秒037まで短縮。そのベッテルに好調メルセデスのミハエル・シューマッハーが1000分の1秒差で続いた。
3番手にはウエーバーがつけ、ロズベルグが4番手と上位はレッドブルとメルセデスが独占。その後ろにバトン、ハミルトンのマクラーレン勢が続く一方で、不振のフェラーリは終盤フェルナンド・アロンソがハイドロリック系とみられるトラブルに見舞われた。
ザウバーの可夢偉は、チームメイトのセルジオ・ペレスにも大きく遅れをとり、18番手タイムで予選前最後のフリー走行を終えている。
