Dani Pedosa sempat memimpin dalam catatan waktu, setelah menyelesaikan putaran keenam dalam 1 menit 34,258 detik. Tetapi dia tergeser ke urutan tiga setelah Marquez dan Jorge Lorenzo mencatat waktu lebih cepat.
Marquez menuntaskan putaran kesembilan dalam 1 menit 33,975 detik. Lorenzo bertahan cukup lama di posisi dua dengan catatan 1 menit 34,224 detik, hingga Pedrosa berhasil menggesernya.
Sama seperti sesi latihan pertama dan kedua, Pedrosa selalu berhasil membukukan waktu tercepat pribadinya pada putaran ke-18, jelang akhir sesi. Dengan 1 menit 34,124 detik, Pedrosa naik ke urutan dua, dan memastikan Honda kembali menguasai sesi latihan bebas GP San Marino.
Hasil kombinasi sesi latihan pertama hingga ketiga, akan menentukan 10 pebalap yang langsung lolos ke sesi kualifikasi kedua, Sabtu siang waktu setempat atau malam WIB. Pebalap di urutan 11 ke bawah, akan turun pada sesi kualifikasi pertama, untuk menentukan dua pencatat waktu terbaik, yang bisa bergabung di kualifikasi kedua.
Sebelum kualifikasi, para pebalap ini punya kesempatan untuk melakukan satu lagi sesi latihan bebas.
Hasil Latihan Bebas Tiga:
1. Marc Marquez ESP Repsol Honda Team (RC213V) 1m 33.975s
2. Dani Pedrosa ESP Repsol Honda Team (RC213V) 1m 34.124s
3. Jorge Lorenzo ESP Yamaha Factory Racing (YZR-M1) 1m 34.224s
4. Valentino Rossi ITA Yamaha Factory Racing (YZR-M1) 1m 34.357s
5. Andrea Dovizioso ITA Ducati Team (GP13) 1m 34.448s
6. Alvaro Bautista ESP Go&Fun Honda Gresini (RC213V) 1m 34.569s
7. Stefan Bradl GER LCR Honda MotoGP (RC213V) 1m 34.635s
8. Andrea Iannone ITA Energy T.I. Pramac Racing (GP13) 1m 34.731s
9. Nicky Hayden USA Ducati Team (GP13) 1m 34.822s
10. Aleix Espargaro ESP Power Electronics Aspar (ART CRT) 1m 34.824s
11. Cal Crutchlow GBR Monster Yamaha Tech 3 (YZR-M1) 1m 34.908s
12. Bradley Smith GBR Monster Yamaha Tech 3 (YZR-M1) 1m 35.063s
13. Michele Pirro ITA Ignite Pramac Racing (GP13) 1m 35.280s
14. Danilo Petrucci ITA Came IodaRacing Project (Suter-BMW CRT)* 1m 35.731s
15. Hector Barbera ESP Avintia Blusens (FTR-Kawasaki CRT)* 1m 35.737s
16. Colin Edwards USA NGM Forward Racing (FTR-Kawasaki CRT)* 1m 35.977s
17. Hiroshi Aoyama JPN Avintia Blusens (FTR-Kawasaki CRT)* 1m 36.014s
18. Claudio Corti ITA NGM Forward Racing (FTR-Kawasaki CRT)* 1m 36.412s
19. Randy De Puniet FRA Power Electronics Aspar (ART CRT) 1m 36.623s
20. Yonny Hernandez COL Paul Bird Motorsport (ART CRT) 1m 36.831s
21. Karel Abraham CZE Cardion AB Motoracing (ART CRT) 1m 37.145s
22. Bryan Staring AUS Go&Fun Honda Gresini (FTR-Honda CRT) 1m 37.353s
23. Michael Laverty GBR Paul Bird Motorsport (PBM-ART CRT)* 1m 37.875s
24. Lukas Pesek CZE Came IodaRacing Project (Suter-BMW CRT)* 1m 37.903s
Top 10 Riders - Combined Free Practice times:
1. Marc Marquez ESP Repsol Honda Team (RC213V)
2. Dani Pedrosa ESP Repsol Honda Team (RC213V)
3. Jorge Lorenzo ESP Yamaha Factory Racing (YZR-M1)
4. Valentino Rossi ITA Yamaha Factory Racing (YZR-M1)
5. Andrea Dovizioso ITA Ducati Team (GP13)
6. Alvaro Bautista ESP Go&Fun Honda Gresini (RC213V)
7. Stefan Bradl GER LCR Honda MotoGP (RC213V)
8. Andrea Iannone ITA Energy T.I. Pramac Racing (GP13)
9. Aleix Espargaro ESP Power Electronics Aspar (ART CRT)
10. Nicky Hayden USA Ducati Team (GP13)
* Standard ECU.
Fastest Friday time:
Marc Marquez ESP Honda1m 34.200s (FP2)
Official Misano MotoGP records:
Best lap:
Casey Stoner AUS Honda1m 33.138s (2011)
Fastest race lap:
Jorge Lorenzo ESP Yamaha1m 33.906s (2011)