Carlos Sainz Jr, Max Verstappen et Lewis Hamilton se sont succédés en tête en début de séance. Nico Rosberg a pris l'avantage à moins d'une demi-heure de la fin.
L'Allemand termine en tête Il a eu un problème technique en début de séance, avec un rapport engagé mais sans avoir la puissance. Le problème a été corrigé assez vite. Il a fait son tour rapide après ses rivaux et il a donc eu de meilleures conditions. Il devance Lewis Hamilton. Rosberg a également eu l'avantage sur son équipier dans les relais longs. Daniel Ricciardo est troisième, à moins de trois dixièmes, devant Kimi Räikkönen, Sebastian Vettel et Daniil Kvyat.
Max Verstappen a réalisé le septième temps. Il devance Carlos Sainz Jr, Sergio Pérez et Valtteri Bottas. Pastor Maldonado est 11ème. Le Vénézuélien a eu son traditionnel accident à Spa. En arrivant à Malmedy, il a perdu le contrôle de sa Lotus et il a percuté le mur de pneus sur le côté droit. Il n'a pas été blessé mais la suspension avant-droite a été arrachée.
Felipe Massa n'a signé que le 14ème temps. Fernando Alonso termine au 16ème rang. Jolyon Palmer, une nouvelle fois aligné à la place de Romain Grosjean dans cette séance, a pris la 17ème place.
Jenson Button a réalisé le 18ème temps. Il s'est plaint d'un souci électronique en début de séance.
Classement
1. Nico Rosberg - Mercedes - 1'51''082 - 19 tours
2. Lewis Hamilton - Mercedes - 1'51''324 - 0''242 - 24 tours
3. Daniel Ricciardo - Red Bull-Renault - 1'51''373 - 0''291 - 18 tours
4. Kimi Räikkönen - Ferrari - 1'51''478 - 0''396 - 23 tours
5. Sebastian Vettel - Ferrari - 1'51''866 - 0''784 - 21 tours
6. Daniil Kvyat - Red Bull-Renault - 1'51''960 - 0''878 - 18 tours
7. Max Verstappen - Toro Rosso-Renault - 1'52''158 - 1''076 - 27 tours
8. Carlos Sainz - Toro Rosso-Renault - 1'52''421 - 1''339 - 26 tours
9. Sergio Pérez - Force India-Mercedes - 1'52''423 - 1''341 - 20 tours
10. Valtteri Bottas - Williams-Mercedes - 1'52''511 - 1''429 - 19 tours
11. Pastor Maldonado - Lotus-Mercedes - 1'52''539 - 1''457 - 15 tours
12. Nico Hülkenberg - Force India-Mercedes - 1'52''614 - 1''532 - 20 tours
13. Felipe Nasr - Sauber-Ferrari - 1'52''640 - 1''558 - 16 tours
14. Felipe Massa - Williams-Mercedes - 1'52''653 - 1''571 - 22 tours
15. Marcus Ericsson - Sauber-Ferrari - 1'53''426 - 2''344 - 16 tours
16. Fernando Alonso - McLaren-Honda - 1'53''502 - 2''420 - 15 tours
17. Jolyon Palmer - Lotus-Mercedes - 1'53''799 - 2''717 - 23 tours
18. Jenson Button - McLaren-Honda - 1'54''225 - 3''143 - 14 tours
19. Will Stevens - Marussia-Ferrari - 1'55''501 - 4''419 - 16 tours
20. Roberto Merhi - Marussia-Ferrari - 1'56''086 - 5''004 - 17 tours