Los terceros libres de la categoría reina sirvieron para confirmar el dominio de Yamaha en Jerez. Esta vez no fue Jorge Lorenzo el piloto más veloz, sino su compañero de equipo, Valentino Rossi, quien por segundo día consecutivo llevó a la marca de los diapasones a lo más alto de la tabla de tiempos. El transalpino marcó el mejor registro del fin de semana (1.39.244) en una sesión muy igualada (los 12 primeros pilotos terminaron distanciados entre sí por menos de un segundo de diferencia), en la que Marc Márquez acabó nuevamente segundo. Curiosamente, al de Cervera y al de Tavullia les separaron 46 milésimas.
Pol Espargaró, a rueda de Marc Márquez, cosechó el tercer mejor registro, mientras que Jorge Lorenzo, el gran dominador del día de ayer, tuvo que conformarse con la cuarta plaza. Finalizó a dos décimas y media de su vecino de box. Dani Pedrosa, por su parte, dio un gran paso adelante con respecto a la primera jornada. El barcelonés, que sufrió mucho en las dos primeras tandas de libres, mejoró casi un segundo y medio y se colocó quinto.
Maverick Viñales (sexto), Aleix Espargaró (octavo) y Héctor Barberá (décimo) también lograron pasar el corte de la Q2, del mismo modo que la dupla oficial de Ducati (Andrea Dovizioso concluyó séptimo y Andrea Iannone lo hizo en la novena plaza). Álvaro Bautista (undécimo puesto), por el contrario, no logró pasar el corte por tan solo 107 milésimas. Tampoco lo consiguieron Cal Crutchlow (13º), Bradley Smith (14º), Scott Redding (16º) ni Tito Rabat (vigésimo).
Los pilotos de MotoGP regresarán a pista a las 14:35 para disputar la Q2. Previamente, aquellos que no han podido pasado el corte deberán pasar por la Q1 (14:10h).
Tiempos FP3 MotoGP
| POS | PILOTO | MOTO | TIEMPO |
| 1 | Valentino ROSSI | YAMAHA | 1'39.244 |
| 2 | Marc MARQUEZ | HONDA | 1'39.290 |
| 3 | Pol ESPARGARO | YAMAHA | 1'39.435 |
| 4 | Jorge LORENZO | YAMAHA | 1'39.490 |
| 5 | Dani PEDROSA | HONDA | 1'39.579 |
| 6 | Maverick VIÑALES | SUZUKI | 1'39.742 |
| 7 | Andrea DOVIZIOSO | DUCATI | 1'39.801 |
| 8 | Aleix ESPARGARO | SUZUKI | 1'39.812 |
| 9 | Andrea IANNONE | DUCATI | 1'39.819 |
| 10 | Hector BARBERA | DUCATI | 1'39.828 |
| 11 | Alvaro BAUTISTA | APRILIA | 1'39.935 |
| 12 | Yonny HERNANDEZ | DUCATI | 1'39.983 |
| 13 | Cal CRUTCHLOW | HONDA | 1'40.261 |
| 14 | Bradley SMITH | YAMAHA | 1'40.289 |
| 15 | Eugene LAVERTY | DUCATI | 1'40.363 |
| 16 | Scott REDDING | DUCATI | 1'40.424 |
| 17 | Loris BAZ | DUCATI | 1'40.597 |
| 18 | Michele PIRRO | DUCATI | 1'40.916 |
| 19 | Stefan BRADL | APRILIA | 1'41.055 |
| 20 | Tito RABAT | HONDA | 1'41.442 |
| 21 | Jack MILLER | HONDA | 1'41.530 |