El famoso recorrido junto al océano se vio afectado por vientos racheados, fuertes lluvias y condiciones frías durante gran parte del día, pero Straka se recuperó con dos bajo par 70 para situarse con 16 bajo par 200, mientras que McIlroy y Lowry lucharon para conseguir siete bajo par 65.
El austriaco Straka, que se descolgó del liderato con tres bogeys al comienzo de los últimos nueve hoyos, cerró su actuación con un putt de birdie de un metro en el par 5 del 18 para recuperar el primer puesto.
"Ha sido una montaña rusa", dijo Straka.
"Las cosas se pusieron muy difíciles. Viento. La lluvia. No las manejé demasiado bien. Luché todo el día con la velocidad en los greenes debido al viento. No me adapté muy bien hasta los últimos hoyos".
Straka, que ganó su tercer título del PGA Tour hace sólo dos semanas en el American Express, comenzó con birdies consecutivos. Pero su segundo golpe en el hoyo 10 se desvió por un acantilado y cayó a la playa, iniciando una racha de tres bogeys.
Respondió con putts para birdie en el 14 y el 15, embocó un putt de 29 pies para birdie en el par 3 del 17, y luego salió de un búnker a cuatro pies en el 18 y embocó el putt.
"Estoy muy orgulloso de cómo he aguantado y he remontado para conseguir algunos birdies. Metí algunos putts muy grandes".
McIlroy, cuatro veces ganador de majors, hizo birdie en tres de los últimos cuatro hoyos y Lowry, campeón del Abierto Británico de 2019, hizo birdie en tres de los últimos cinco.
"Se puso realmente borrascoso alrededor de siete, ocho nueve 10 para nosotros. Para mí jugar esos hoyos al par fue enorme", dijo McIlroy.
"Luego empezó a calmarse y los últimos nueve hoyos están un poco más protegidos, por lo que fue agradable conseguir algunos birdies".
Lowry hizo siete birdies, dos bogeys y un eagle, pero luchó contra las condiciones durante gran parte del día.
"Hice un buen resultado, pero a veces las condiciones eran muy malas", dijo Lowry.
"Era muy importante hacer birdie en los hoyos fáciles porque los hoyos difíciles eran realmente duros".
El inglés Justin Rose y el surcoreano Tom Kim, con 68 golpes cada uno, compartieron la cuarta plaza, con 202, con el australiano Cam Davis, que hizo 69.
El norirlandés McIlroy busca el triunfo número 27 de su carrera en el PGA Tour, mientras que el irlandés Lowry busca su cuarta victoria en el PGA y la primera desde que él y McIlroy se combinaron para la corona por parejas del pasado abril en Nueva Orleans.
"Esperemos que uno de los dos lo consiga", dijo Lowry.
McIlroy espera conseguir un raro triunfo en California.
"Mañana sería importante por muchas razones", dijo McIlroy.
"Es emocionante intentar conseguir mi primera victoria de la temporada. Históricamente, la Costa Oeste no ha sido tan buena para mí. No he jugado muy bien en este campo de golf".
Tres cuartos de golpes
McIlroy, tercero en la clasificación, hizo birdies en cuatro de los ocho primeros hoyos.
Dejó caer su aproximación dentro de tres pies en el 15 y golpeó para birdie, luego hundió un putt de birdie de 26 pies en el 16 para tomar la delantera en solitario.
Lowry le igualó con un putt para birdie desde 17 pies en el 16.
McIlroy hizo el drive más largo de la semana en el par 5 del hoyo 18, 346 yardas, luego embocó su approach justo dentro de los 35 pies y embocó dos putts para ponerse en cabeza.
Lowry le igualó de nuevo en la cima con un birdie en el 18, saliendo de un búnker junto al green a siete pies y embocando el putt para el último de los cuatro birdies de la vuelta.