Bajo unas condiciones similares a las de los libres de la mañana, los pilotos se apresuraron a salir a pista para recoger más datos sobre los nuevos neumáticos de Pirelli con cinturón de Kevlar. Mark Webber, quien logró su primera victoria en la Fórmula 1 en Nürburgring en 2009, fue el más rápido en los stints con los neumáticos Medios, 36 milésimas de segundo más rápido que el tiempo logrado por Hamilton un par de horas antes.
Cuando aparecieron los neumáticos Blandos, Webber mejoró hasta 1:30.683, pero pronto iba a ser desbancado. Después de haber experimentado un comienzo tranquilo de la sesión, Vettel irrumpió con un claro 1:30.416, antes de que Rosberg - quien hizo dos intentos después de bloquear las ruedas en la primera curva - se metiera en el segundo puesto.
Los Lotus de Romain Grosjean y Kimi Räikkönen fueron los siguiente después de completar sus stints con los neumáticos blandos, ambos superando al dúo de Ferrari Fernando Alonso y Felipe Massa. El líder de la sesión de la mañana Lewis Hamilton terminó octavo después de no haber podido completar un buen stint con los neumáticos blandos, acabando el británico unas ocho décimas de segundo por detrás del líder del campeonato Vettel.
Jenson Button y Paul di Resta completaron los diez primeros. El compañero de éste último en Force India Adrian Sutil vivió uno de los momentos más dramáticos de la sesión cuando se deslizó violentamente a través de la grava en la salida de la última curva. Daniel Ricciardo pudo más que su compañero de equipo Jean-Éric Vergne acabando en la P12, mientras que Sergio Pérez se colocó por delante de los pilotos de Sauber y Williams en la P14.
En la batalla entre Caterham y Marussia, Charles Pic volvió a ser el más rápido, esta vez acabando justo por delante de su compañero Giedo van der Garde. Los pilotos de Marussia Jules Bianchi y Max Chilton fueron los siguiente, viéndose el francés obligado a poner fin antes de tiempo a su sesión debido a un malestar estomacal.