Po třítýdenní přestávce nasadily týmy v Barceloně své vylepšené vozy a na úvod se nejlepším časem blýsklo Ferrari. Na začátku tréninku se na delší dobu usadil na čele Kobajaši. Toho vystřídal Vettel a nakonec si první místo vzal Alonso.
Španěl vyčkával s prvními měřenými koly hodinu, ale když vyjel na trať, byl hned rychlý. Vettela nejdříve překonal jen těsně, pak svůj náskok navýšil na téměř čtyři desetiny sekundy.
McLaren ve Španělsku skutečně nasadil vyšší nos a nejrychlejší s ním byl čtvrtý Button, Hamilton obsadil osmou pozici. Testovací jezdec Williamsu Valtteri Bottas se umístil vysoko na páté příčce před Michaelem Schumacherem.
Záložníků bylo na trati více, pro Force Indii jezdil Bianchi, u Caterhamu dostal příležitost Rossi a tabulku uzavíral v barvách HRT Clos. Toho postihly menší technické problémy. Bez potíží se neobešel ani jeho kolega de la Rosa, na cílové rovince mu upadla menší část předního přítlačného křídla.
GP Španělska - 1. volný trénink
| P. | Jezdec | Tým | Čas | Ztráta | Kola |
| 1 | Fernando Alonso | Ferrari | 1'24.430 | 20 | |
| 2 | Sebastian Vettel | Red Bull-Renault | 1'24.808 | 0.378 | 18 |
| 3 | Kamuj Kobajaši | Sauber-Ferrari | 1'24.912 | 0.482 | 28 |
| 4 | Jenson Button | McLaren-Mercedes | 1'24.996 | 0.566 | 24 |
| 5 | Valtteri Bottas | Williams-Renault | 1'25.120 | 0.690 | 24 |
| 6 | Michael Schumacher | Mercedes | 1'25.187 | 0.757 | 15 |
| 7 | Romain Grosjean | Lotus-Renault | 1'25.217 | 0.787 | 16 |
| 8 | Lewis Hamilton | McLaren-Mercedes | 1'25.252 | 0.822 | 20 |
| 9 | Kimi Räikkönen | Lotus-Renault | 1'25.285 | 0.855 | 29 |
| 10 | Nico Hülkenberg | Force India-Mercedes | 1'25.339 | 0.909 | 24 |
| 11 | Jean-Eric Vergne | Toro Rosso-Ferrari | 1'25.367 | 0.937 | 22 |
| 12 | Felipe Massa | Ferrari | 1'25.433 | 1.003 | 21 |
| 13 | Mark Webber | Red Bull-Renault | 1'25.539 | 1.109 | 23 |
| 14 | Nico Rosberg | Mercedes | 1'25.607 | 1.177 | 20 |
| 15 | Sergio Pérez | Sauber-Ferrari | 1'25.918 | 1.488 | 19 |
| 16 | Daniel Ricciardo | Toro Rosso-Ferrari | 1'26.226 | 1.796 | 24 |
| 17 | Pastor Maldonado | Williams-Renault | 1'26.297 | 1.867 | 18 |
| 18 | Jules Bianchi | Force India-Mercedes | 1'26.630 | 2.200 | 21 |
| 19 | Vitalij Petrov | Caterham-Renault | 1'27.475 | 3.045 | 20 |
| 20 | Timo Glock | Marussia-Cosworth | 1'28.267 | 3.837 | 21 |
| 21 | Alexander Rossi | Caterham-Renault | 1'28.448 | 4.018 | 25 |
| 22 | Charles Pic | Marussia-Cosworth | 1'28.633 | 4.203 | 22 |
| 23 | Pedro de la Rosa | HRT-Cosworth | 1'29.107 | 4.677 | 19 |
| 24 | Daniel Clos | HRT-Cosworth | 1'31.618 | 7.188 | 19 |
