Tout comme en avant-midi c’est Nico Rosberg (Mercedes) qui a été le plus rapide des essais libres du jeudi à Monaco. Lewis Hamilton (Mercedes) a réussi le 2e temps. Fernando Alonso (Ferrari) et Felipe Massa (Ferrari) ont fait les 3e et 4e temps. Mark Webber (Red Bull), qui a gagné le Grand Prix de 2012, a fait le 5e temps et Kimi Räikkonën (Lotus) le 6e temps. Sebastian Vettel (Red Bull) est 9e.
| Pos | No | Pilote | Équipe | Temps | Écart | Tours |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 9 | Nico Rosberg | Mercedes | 1:14.759 | 46 | |
| 2 | 10 | Lewis Hamilton | Mercedes | 1:15.077 | 0.318 | 51 |
| 3 | 3 | Fernando Alonso | Ferrari | 1:15.196 | 0.437 | 38 |
| 4 | 4 | Felipe Massa | Ferrari | 1:15.278 | 0.519 | 39 |
| 5 | 2 | Mark Webber | Red Bull Racing-Renault | 1:15.404 | 0.645 | 42 |
| 6 | 7 | Kimi Räikkönen | Lotus-Renault | 1:15.511 | 0.752 | 39 |
| 7 | 8 | Romain Grosjean | Lotus-Renault | 1:15.718 | 0.959 | 10 |
| 8 | 5 | Jenson Button | McLaren-Mercedes | 1:15.959 | 1.200 | 40 |
| 9 | 1 | Sebastian Vettel | Red Bull Racing-Renault | 1:16.014 | 1.255 | 33 |
| 10 | 14 | Paul di Resta | Force India-Mercedes | 1:16.046 | 1.287 | 43 |
| 11 | 15 | Adrian Sutil | Force India-Mercedes | 1:16.349 | 1.590 | 44 |
| 12 | 6 | Sergio Perez | McLaren-Mercedes | 1:16.434 | 1.675 | 41 |
| 13 | 11 | Nico Hulkenberg | Sauber-Ferrari | 1:16.823 | 2.064 | 43 |
| 14 | 16 | Pastor Maldonado | Williams-Renault | 1:16.857 | 2.098 | 41 |
| 15 | 12 | Esteban Gutierrez | Sauber-Ferrari | 1:16.935 | 2.176 | 45 |
| 16 | 19 | Daniel Ricciardo | STR-Ferrari | 1:17.145 | 2.386 | 38 |
| 17 | 18 | Jean-Eric Vergne | STR-Ferrari | 1:17.184 | 2.425 | 43 |
| 18 | 17 | Valtteri Bottas | Williams-Renault | 1:17.264 | 2.505 | 47 |
| 19 | 22 | Jules Bianchi | Marussia-Cosworth | 1:17.892 | 3.133 | 41 |
| 20 | 20 | Charles Pic | Caterham-Renault | 1:18.212 | 3.453 | 44 |
| 21 | 23 | Max Chilton | Marussia-Cosworth | 1:18.784 | 4.025 | 41 |
| 22 | 21 | Giedo van der Garde | Caterham-Renault | 1:19.031 | 4.272 | 31 |