Miglior tempo per George Russell nel terzo tempo di prove libere del Gran Premio dell'Azerbaijan. Il pilota della Mercedes chiude il suo time attack con il tempo di un minuto, 42 secondi ed 514 millesimi e precede di soli tredici millesimi la Ferrari di Charles Leclerc. Sale la McLaren che occupa la... seconda fila virtuale con il terzo tempo di Lando Norris e il quarto di Oscar Piasri, separati tra loro di dodici millesimi e a due decimi abbondanti dalla vetta. Quinto tempo per Max Verstappen (+0.348) davanti all'altra Rossa di Carlos Sainz (+0.454) e alla Red Bull gemella del suo compagno di squadra Sergio Perez (+0.510), con il messicano colpito da un (warning) avvertimento dal Collegio dei Commissari per aver ostacolato proprio il ferrarista spagnolo. Oltre che dalla pista umida per via di una leggera pioggia intermittente, lo svogimento del turno finale di prove libere è stato ostacolato da due sospensioni con la bandiera rossa: nei minuti iniziali a causa della Alpine di Esteban Ocon ferma in mezzo alla sede stradale e appena oltre età distanza per un errore di Oliver Bearman (Haas), finito contro le protezioni all'uscita della prima curva dopo il traguardo del "cittadino anomalo" della capitale dell'Azerbaijan. Nel dopoprove, Leclerc è stato convocato in direzione-gara per un'inchiesta sul suo comportamento (mancata osservanza delle bandiere gialle) una ventina di minuti dopo l'inizio del terzo turno di prove, con la Alpine di Gasly ferma in fondo ad una via di fuga. La decisione sul caso è arrivata solo minuti prima dell'inizio della qualifica: solo una reprimenda per il monegasco. I Commisari di Gara (tra i quali l'ex pilota Johnny Herbert) hanno tenuto in considerazione il precedente relativo a un caso analogo riguardante Lewis Hamilton ad inizio stagione in Arabia Saudita.
A chiudere la top ten è Lewis Hamilton, l'unico dei piloti... fuori sequenza tra quelli che guidano per le quattro squadre più forti, tanto da chiudere il turno dietro alle due sorprendenti Williams-Mercedes di Alexander Albon e del poco più che rookie Franco Colapinto, autori rispettivamente dell'ottavo e del nono tempo. Williams prende di fatto il posto del team Haas nel ruolo di sorpresa di giornata. Nico Hulkenberg non va infatti oltre il sedicesimo tempo, mentre Bearman chiude senza tempi cronometratri (come Ocon) a causa del suo errore (in parte dovuto all'inesperienza) all'uscita della prima curva.
Aston Martin e VISA Cash App RB si alternano dall'undicesima alla quattordicesima casella del ranking: nell'ordine Fernando Alonso, Yuki Tsunoda. Lance Stroll e Daniel Ricciardo. Quindicesimo tempo per Pierre Gasly con l'unica A524 di Alpine regolarmente in pista dopo il forfait iniziale dello sfortunato Ocon. Stake F1 Sauber senza guizzi con il diciassettesimo tempo di Valtteri Bottas e Guanyu Zhou, i più lenti tra i pilori che hanno segnato tempi cronometrati.