Nata anch'essa durante i soggiorni sulle rive del lago di Thun, l'ultima delle tre sonate (op. 108) richiese una gestazione più lunga rispetto alle precedenti, con una lavorazione che si suddivise nell'arco delle tre estati comprese tra 1886 e il 1888.
Dedicata all'amico e collaboratore Hans von Bülow, con il quale si era da poco riconciliato dopo circa due anni di incomprensioni , essa si distingue dalle precedenti, oltre che per la presenza di quattro tempi, per un carattere decisamente più esuberante , incisivo, spesso incline al virtuosismo (soprattutto nella parte pianistica), che negli anni a venire ne avrebbe garantito una notevole diffusione nelle sale da concerto con un consistente apprezzamento da parte del pubblico.

Allegro:
Mentre il canto del primo tema dell'Allegro si distende con un sottovoce ma espressivo ricco di pathos, il breve inserimento di alcuni accordi in tempo terminato ne rallenta l'affrettato svolgimento quasi fossero dei sospiri.
Un ampio e concitato episodio che si apre con uno spunto imitativo del motivo iniziale fa invece da transizione alla romantica melodia del secondo tema esposta in successione da pianoforte e violino e seguita da una breve coda a completamento dell'Esposizione Singolare è l'impianto dal sapore prettamente organistico della sezione di Sviluppo: sopra un lungo pedale di dominante si sgrana infatti un fitto intreccio di crome dei due strumenti, al quale il violino contrappone successivamente dei frammenti melodici dilatati in valori più ampi, per poi concludere, sempre sullo stesso pedale, con una scala discendente a seste spezzate.
Si giunge così alla Ripresa, nella quale il primo gruppo tematico presenta un accompagnamento dalla trama più fitta che crea una sorta di continuità ritmica con lo Sviluppo, mentre l'episodio di collegamento viene variato per giungere al secondo tema in re maggiore (omonima maggiore della tonalità principale).
Il movimento si chiude con un duplice richiamo: il primo alla coda dell'Esposizione che con un crescendo porta ad una nuova e più concitata ripresa del primo tema, il secondo all'ordito musicale dello Sviluppo riproposto sopra un pedale di tonica che, negli epigoni finali, si interrompe lasciando spazio agli ultimi echi del primo tema con i quali si giunge alla cadenza finale.

Adagio:
Il secondo tema della sonata è un Adagio in 3/8 la cui semplice struttura è imperniata intorno ad una struggente melodia del violino seguita da un'ampia sezione cadenzale.
Tale sequenza viene quindi ripetuta con il tema che inizia all'ottava superiore sostenuto da un accompagnamento terzinato più mosso, e con un'ampliamento della sezione cadenzale, mentre una coda con accenni del tema conclude il movimento.

Un poco presto con sentimento:
Nel terzo tempo Un poco presto con sentimento il tema principale esposto dal pianoforte presenta un motivo reso particolarmente accattivante dagli staccati del fraseggio, e dal delicato fluttuare dell'armonia che, nel suo cadenzare, viene attraversata come da un brivido da un rapido arpeggio discendente.
A tale motivo fa seguito uno spunto secondario tracciato da entrambi gli strumenti, e quindi la riesposizione del tema da parte del violino.
Il successivo episodio che Brahms ripete due volte con delle varianti si compone invece di arpeggi cadenzali seguiti da una rapida progressione accordale e dal riecheggiare del tema nel pianoforte, mentre il breve accenno al tema trasposto in modo maggiore che segue, appare come un inatteso squarcio di luce che prepara la ripresa del tema stesso con la variante dell'accompagnamento pizzicato del violino.
Un ulteriore elaborazione del tema effettuata con bicordi del violino conclude infine il movimento.

Presto agitato:
Tre sono i gruppi tematici del Presto agitato finale.
Il primo di questi è caratterizzato dalla rapida alternanza tra i due strumenti di un vigoroso tratto melodico in 6/8 che disperde gradualmente la propria energia nell'episodio subito conseguente.
Si giunge così a un secondo tema più cantabile, la cui conduzione viene qui affidata integralmente al pianoforte per essere poi ripetuta dal violino, mentre il terzo gruppo tematico presenta un risoluto canto del violino introdotto da un breve arpeggiare a ottave del pianoforte che, dopo un intenso crescendo, si ricollega attraverso gli arpeggi a ottave iniziali, al primo tema.
Lo sviluppo si apre con un accompagnamento accordale su cui un nuovo elemento tematico tratto dall'incipit del primo tema si dispiega culminante in un crescendo che porta ad una sezione più concitata.
Un pedale di dominante contenente elementi secondari del primo tema conduce quindi ad una inusuale Ripresa nella quale viene saltato il primo tema, passando direttamente al secondo ed al terzo.
La mancanza del tema iniziale viene tuttavia compensata dalla riesposizione successiva al terzo tema (che già avevamo trovato nell'Esposizione) e dalle citazioni presenti nella coda conclusiva.