En su mejor vuelta, Antonelli -el líder más joven de la historia- cubrió los 5.416 metros de la nueva pista de la capital de España en un minuto, 33 segundos y 662 milésimas, 113 menos que Leclerc; y con 149 respecto al otro Ferrari, el del séptuple campeón del mundo inglés Lewis Hamilton, que marcó el tercer tiempo de la sesión, al igual que los anteriores, con el neumático blando.
Los españoles Carlos Sainz (Williams) - a dos segundos y 629 milésimas- y Fernando Alonso (Aston Martin) -a tres segundos y 118 milésimas- se inscribieron decimosexto y decimoséptimo, respectivamente, en la tabla de tiempos. Lo hicieron justo un puesto por detrás del argentino Franco Colapinto (Alpine), que concluyó decimoquinto -a 2,224 segundos- un ensayo en el que todos completaron su vuelta rápida con las gomas blandas y en el que el mexicano Sergio Pérez (Cadillac) marcó el decimonoveno crono, a tres segundos y medio de Antonelli.