Wegen eines unerlaubten Getriebewechsels muss Vettel beim Rennen am Sonntag (14.00 Uhr/RTL und Sky) fünf Plätze weiter hinten starten. Hinter Vettels Teamkollege Kimi Räikkönnen auf Platz vier (+1,324 Sekunden) deuteten die Williams von Felipe Massa (Brasilien) und Valtteri Bottas (Finnland) ihr Potenzial an.
Force-India-Pilot Nico Hülkenberg musste sich mit Rang 14 begnügen, Pascal Wehrlein kam in seinem Manor nicht über den 20 Platz hinaus.
Hamilton verwies in 1:36,403 Minuten WM-Spitzenreiter Rosberg um 0,068 Sekunden auf Rang zwei. Hamiltons Zeit war mehr als eine halbe Sekunde besser als die Pole-Zeit von 2015.
Zwischen den Mercedes-Piloten, die auch die beiden Einheiten am Freitag dominiert hatten, bahnt sich damit im Qualifying um 14 Uhr (LIVE! bei kicker.de) ein Kopf-an-Kopf-Rennen um Startplatz eins an.
Rosberg kann mit 75 Punkten vor dem vierten Saisonrennen die Maximalausbeute vorweisen. Der gebürtige Wiesbadener hat schon 36 Punkte Vorsprung auf Hamilton, Vettel fehlen bereits 42 Zähler auf seinen 2016 dominierenden Landsmann. Hamilton konnte die beiden einzigen Sotschi-Rennen 2014 und 2015 für sich entscheiden.