Giai đoạn III là thử nghiệm cuối cùng trước khi được phê duyệt. Các thử nghiệm này có quy mô lớn, thường liên quan đến hàng nghìn người tham gia tại nhiều địa điểm và quốc gia khác nhau. Chúng được thiết kế để xác nhận hiệu quả, theo dõi các phản ứng phụ và so sánh thuốc mới với phương pháp điều trị tiêu chuẩn hiện hành. Kết quả là cơ sở chính để được cơ quan quản lý phê duyệt. Một thử nghiệm giai đoạn III có thể kéo dài nhiều năm và tiêu tốn hàng trăm triệu đô la. Thất bại ở giai đoạn này rất tốn kém, nhưng nó vẫn xảy ra. Khoảng một nửa số thuốc bước vào giai đoạn III không được đưa ra thị trường.

Thiết kế nghiên cứu thường là ngẫu nhiên và mù đôi. Người tham gia được chỉ định dùng thuốc mới hoặc nhóm đối chứng, có thể là giả dược hoặc một phương pháp điều trị hiện có. Điểm cuối chính được xác định trước và có ý nghĩa lâm sàng, chẳng hạn như tỷ lệ sống sót chung, phòng ngừa đột quỵ hoặc giảm tỷ lệ nhập viện. Các điểm cuối phụ cung cấp thêm bằng chứng. Dữ liệu được giám sát bởi một hội đồng giám sát an toàn dữ liệu độc lập, hội đồng này có thể khuyến nghị dừng thử nghiệm sớm nếu thuốc rõ ràng có hiệu quả hoặc rõ ràng có hại. Kế hoạch phân tích thống kê được lập trước khi thử nghiệm bắt đầu để ngăn ngừa sai lệch.

Những gì Giai đoạn III thiết lập:

• Hiệu quả được xác nhận.
• Hiệu quả so sánh.
• Hồ sơ an toàn.
• Risk-benefit.

Sau giai đoạn III, công ty sẽ nộp đơn xin cấp phép thuốc mới hoặc giấy phép sản phẩm sinh học. Việc được chấp thuận không được đảm bảo.