Tout comme en avant-midi, c’est Lewis Hamilton (Mercedes) qui a réalisé le temps le plus rapide en Italie. Nico Rosberg (Mercedes) est 2e. Sebastian Vettel (Ferrari) et Kimi Räikkönen (Ferrari) sont respectivement 3e et 6e. Tous les autres voitures ont un moteur Mercedes. Les Force India sont 4e et 5e, les Lotus sont 7e et 8e et les Williams sont 9e et 10e.
| Pos. | No. | Pilote | Équipe | Temps | Écart | Tours |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 44 | Lewis Hamilton | Mercedes | 1:24.279 | 27 | |
| 2 | 6 | Nico Rosberg | Mercedes | 1:24.300 | +0.021s | 35 |
| 3 | 5 | Sebastian Vettel | Ferrari | 1:25.038 | +0.759s | 36 |
| 4 | 11 | Sergio Perez | Force India | 1:25.278 | +0.999s | 34 |
| 5 | 27 | Nico Hulkenberg | Force India | 1:25.325 | +1.046s | 43 |
| 6 | 7 | Kimi Räikkönen | Ferrari | 1:25.380 | +1.101s | 39 |
| 7 | 8 | Romain Grosjean | Lotus | 1:25.497 | +1.218s | 41 |
| 8 | 13 | Pastor Maldonado | Lotus | 1:25.513 | +1.234s | 41 |
| 9 | 77 | Valtteri Bottas | Williams | 1:25.647 | +1.368s | 34 |
| 10 | 19 | Felipe Massa | Williams | 1:25.891 | +1.612s | 31 |
| 11 | 12 | Felipe Nasr | Sauber | 1:26.114 | +1.835s | 30 |
| 12 | 9 | Marcus Ericsson | Sauber | 1:26.133 | +1.854s | 32 |
| 13 | 3 | Daniel Ricciardo | Red Bull Racing | 1:26.222 | +1.943s | 27 |
| 14 | 33 | Max Verstappen | Toro Rosso | 1:26.454 | +2.175s | 38 |
| 15 | 55 | Carlos Sainz | Toro Rosso | 1:26.641 | +2.362s | 50 |
| 16 | 14 | Fernando Alonso | McLaren | 1:26.966 | +2.687s | 31 |
| 17 | 28 | Will Stevens | Marussia | 1:28.201 | +3.922s | 29 |
| 18 | 98 | Roberto Merhi | Marussia | 1:28.439 | +4.160s | 27 |
| 19 | 22 | Jenson Button | McLaren | 1:28.471 | +4.192s | 3 |
| 20 | 26 | Daniil Kvyat | Red Bull Racing | 1:28.723 | +4.444s | 28 |