De derde vrije training was een prooi voor Ferrari. Sebastian Vettel zette op het circuit van Sotsji de snelste tijd neer; 1:34.001. Teamgenoot Kimi Räikkönen pakte de tweede plaats. Vlak achter de Fin waren Vallteri Bottas en Lewis Hamilton derde en vierde.
Voor Red Bull is de Grand Prix van Rusland overleven. Max Verstappen moest ruim 1,4 seconden toegeven en pakte nog wel de vijfde plaats. Felipe Massa was een fractie langzamer en werd knap zesde. Ook Nico Hulkenberg was snel en noteerde een zevende tijd.
Dat een vijfde en zesde plaats geen garantie is voor Red Bull op het circuit van Sotsji bleek uit de achtste tijd van Daniel Ricciardo. De Australiër gaf ruim 1,8 seconden toe op de snelste tijd. Voor Joylan Palmer was het een waardeloze training. Hij zette geen tijd neer en kampte met problemen aan zijn Renault.
| P | Coureur | Tijd | Tijd |
| 1 | Sebastian Vettel | 1:34,001 | 1:34,001 |
| 2 | Kimi Raikkonen | +0,337 | 1:34,338 |
| 3 | Valtteri Bottas | +0,363 | 1:34,364 |
| 4 | Lewis Hamilton | +0,541 | 1:34,542 |
| 5 | Max Verstappen | +1,451 | 1:35,452 |
| 6 | Felipe Massa | +1,470 | 1:35,471 |
| 7 | Nico Hulkenberg | +1,661 | 1:35,662 |
| 8 | Daniel Ricciardo | +1,829 | 1:35,830 |
| 9 | Carlos Sainz | +2,163 | 1:36,164 |
| 10 | Kevin Magnussen | +2,555 | 1:36,556 |
| 11 | Lance Stroll | +2,648 | 1:36,649 |
| 12 | Esteban Ocon | +2,675 | 1:36,676 |
| 13 | Daniil Kvyat | +2,845 | 1:36,846 |
| 14 | Fernando Alonso | +2,868 | 1:36,869 |
| 15 | Sergio Perez | +2,961 | 1:36,962 |
| 16 | Romain Grosjean | +3,163 | 1:37,164 |
| 17 | Stoffel Vandoorne | +3,181 | 1:37,182 |
| 18 | Marcus Ericsson | +3,502 | 1:37,503 |
| 19 | Pascal Wehrlein | +3,656 | 1:37,657 |
| 20 | Jolyon Palmer | Geen tijd |
