O italiano Kimi Antonelli, de 19 anos, registou o melhor tempo de 01:45.990 segundos, 0,139s mais rápido do que o campeão do mundo em título da McLaren, Lando Norris.
O piloto da Red Bull, Max Verstappen, foi terceiro na tabela de tempos, com o colega de equipa de Antonelli e principal rival pelo título, George Russell, em quarto.
Hamilton foi o quinto mais rápido, mas deixou os seus mecânicos numa corrida contra o tempo para reparar o carro, depois de sair para a gravilha em Fagnes e embater no muro de pneus, destruindo a asa traseira e a suspensão, espalhando destroços pela pista enquanto o carro saltava no ar.
"Destruí o carro, companheiro. Peço desculpa", disse o sete vezes campeão do mundo ao seu engenheiro de pista pelo rádio da equipa, antes de sair e inspecionar os danos.
"Sem problema", respondeu o seu engenheiro de pista, Carlo Santi.
Verstappen abrandou devido às duplas bandeiras amarelas após o acidente e o piloto da Williams, Carlos Sainz, quase bateu na traseira do seu carro.
O piloto da Ferrari, Charles Leclerc, foi o sexto mais rápido, seguido do piloto da McLaren, Oscar Piastri, e da dupla da Audi, Nico Hulkenberg e Gabriel Bortoleto, com o piloto da Red Bull, Isack Hadjar, a fechar o top 10.
Resultados da 3.ª sessão de treinos livres do Grande Prémio de Fórmula 1 da Bélgica:
Kimi Antonelli (ITA/Mercedes) 1:45.990 (13 voltas)
Lando Norris (GBR/McLaren-Mercedes) 1:46.129 (21)
Max Verstappen (NED/Red Bull) 1:46.138 (14)
George Russell (GBR/Mercedes) 1:46.357 (12)
Lewis Hamilton (GBR/Ferrari) 1:46.382 (17)
Charles Leclerc (MON/Ferrari) 1:46.750 (17)
Oscar Piastri (AUS/McLaren-Mercedes) 1:46.785 (20)
Nico Hülkenberg (GER/Audi) 1:46.924 (20)
Gabriel Bortoleto (BRA/Audi) 1:47.049 (18)
Isack Hadjar (FRA/Red Bull) 1:47.096 (19)
Arvid Lindblad (GBR/Racing Bulls-Red Bull) 1:47.176 (23)
Liam Lawson (NZL/Racing Bulls-Red Bull) 1:47.690 (23)
Franco Colapinto (ARG/Alpine-Mercedes) 1:47.904 (20)
Oliver Bearman (GBR/Haas-Ferrari) 1:47.920 (23)
Pierre Gasly (FRA/Alpine-Mercedes) 1:47.949 (21)
Alexander Albon (THA/Williams-Mercedes) 1:47.990 (19)
Valtteri Bottas (FIN/Cadillac-Ferrari) 1:48.644 (22)
Carlos Sainz Jr (ESP/Williams-Mercedes) 1:48.692 (20)
Esteban Ocon (FRA/Haas-Ferrari) 1:48.730 (22)
Sergio Pérez (MEX/Cadillac-Ferrari) 1:48.990 (21)
Fernando Alonso (ESP/Aston Martin-Honda) 1:50.155 (17)
Lance Stroll (CAN/Aston Martin-Honda) 1:50.631 (15)