Po okrążeniach instalacyjnych na tor jako pierwszy powrócił Jaime Alguersuari tuż przed upływem 10 minut od rozpoczęcia sesji. Hiszpan wykręcił na pierwszym okrążeniu pomiarowym 1:19,939, a po dwóch kolejnych kółkach poprawił się na 1:17,526. Kłopoty dosięgły tymczasem Timo Glocka, który ze względu na problemy techniczne z bolidem zatrzymał się w bocznej uliczce za szykaną, znajdującą się za tunelem.
Po 20 minutach w posiadaniu najlepszego czasu był Fernando Alonso (1:16,266). Drugi był jego kolega z zespołu Ferrari – Felipe Massa (+0,013), a trzeci Sebastian Vettel (+0,117). W chwilę później Alonso rozbił się jednak w zakręcie Massenet, poważnie uszkadzając prawą stronę bolidu. Rozbite Ferrari zostało szybko usunięte w bezpieczne miejsce i sesja nie została przerwana, ale dla Hiszpana był to koniec przygotowań do kwalifikacji.
W 26 minucie
Robert Kubica uzyskał czas 1:15,847 i przez chwilę znajdował się na czele klasyfikacji, zanim Lewis Hamilton wykręcił 1:15,821, pokonując kierowcę Renault o 0,026 sekund.
Kubica poprawił się jednak na jednym z kolejnych okrążeń na 1:15,504 i powrócił na pierwsze miejsce. Tuż za połową sesji Adrian Sutil wpadł w poślizg za zakrętem Massenet i lekko uderzył w barierę tyłem bolidu, ale mógł kontynuować jazdę i zdołał powrócić do alei serwisowej.
Kolejność kierowców w pierwszej dziesiątce na 25 minut przed końcem sesji była następująca:
Kubica, Vettel, Hamilton, Rosberg, Schumacher, Alonso, Massa, Webber, Alguersuari i Button. W 37 minucie Rosberg poprawił się na 1:15,516 i wskoczył na drugie miejsce. W chwilę później Kamui Kobayashi wykręcił efektowny piruet w przedostatnim zakręcie (Rascasse), ale uniknął uderzenia w barierę i po nawróceniu bolidu mógł kontynuować jazdę. Kwadrans przed końcem sesji Webber wykręcił 1:15,210 i zrzucił Kubicę z pierwszego miejsca. Tymczasem Massa był bliski rozbicia drugiego Ferrari po błędach w nawrocie Loews i szykanie przy Swimming Pool, ale jakimś cudem uniknął uderzenia w bariery.
W 46 minucie
Kubica poprawił się na 1:15,398, ustanawiając rekordowy czas w ostatnim sektorze, ale pozostał na drugiej pozycji. Trzeci był nadal Rosberg, a tuż za Niemcem pojawił się Sebastien Buemi, uzyskując świetny – jak na Toro Rosso – czas 1:15,537. W końcówce sesji Schumacher był na szybkim okrążeniu, ale trafił na koniec na dwa wolne samochody i zwolnił przed ostatnim zakrętem, czym popsuł z kolei okrążenie jadącemu jeszcze szybciej Webberowi. Duży ruch na torze o mały włos nie popsuł także okrążenia Kubicy, ale Polak miał więcej szczęścia i wykręcił na supermiękkich oponach 1:14,806, wygrywając tym samym sobotnią sesję treningową.
Drugie miejsce zajął Massa z czasem 1:14,852, a jako ostatni czas poniżej jednej minuty i 15 sekund uzyskał Webber, wykręcając 1:14,945. Po zakończeniu sesji kierowcy wykonali próbne starty na głównej prostej.