Russell, que é segundo na geral e está empatado em pontos com Hamilton no campeonato, mas lidera por 2-1 em vitórias, completou a volta mais rápida em 1 minuto 22,219 segundos no circuito mais veloz do calendário e um dos mais históricos.
O heptacampeão mundial Hamilton, que procura um recorde de seis triunfos no Grande Prémio de Itália em Monza, foi 0,226 mais lento no Templo da Velocidade, um circuito de aspiração onde os pilotos procuram o reboque aerodinâmico de outros para ganharem velocidade.
O colega de equipa de Russell, Kimi Antonelli, o primeiro italiano em 73 anos a liderar o campeonato na corrida de Monza, foi o quarto mais rápido, com o vencedor da Red Bull para 2025, Max Verstappen, em terceiro.
Antonelli, com 59 pontos de vantagem sobre Russell e Hamilton, deverá partir do fundo da grelha devido a penalizações de motor - dando aos rivais uma excelente oportunidade para reduzirem a diferença para o topo.
Russell também foi o mais rápido na sexta-feira, depois de uma dobradinha da Ferrari na sessão de abertura.
Lando Norris, campeão do mundo em título da McLaren e vencedor das duas últimas corridas, foi quinto, a 0,406 do topo, com o piloto da Ferrari Charles Leclerc em sexto.
O piloto da Racing Bulls, Arvid Lindblad, foi sétimo, seguido do piloto da McLaren Oscar Piastri, com os pilotos da Alpine Pierre Gasly e Franco Colapinto a fecharem o top 10.
Hamilton e Verstappen quase colidiram num incidente tardio, depois de Hamilton ultrapassar o Red Bull na Parabolica antes de o Ferrari sair largo, com os comissários a tomarem nota.
"Ele provocou isto", disse Verstappen pelo rádio. "Fiquei bloqueado pelo Max", afirmou Hamilton.
Os 12 primeiros ficaram todos dentro de um segundo do tempo de Russell.