AB InBev på onsdag höjde sitt erbjudande om SAB till £ 42.15 en aktie, efter att tidigare ha bjudit £ 38 och £ 40.
SAMBiller stängde 2,4% på £ 37,08, efter att ha stigit kraftigt sedan InBev först gjorde sitt drag förra månaden.
Varje affär mellan de två skulle skapa världens största bryggeri, värt mer än £ 280 miljarder.
SAMMiller sade att dess styrelse formellt hade övervägt det nya erbjudandet, och hade "enhälligt avvisat förslaget eftersom det fortfarande mycket kraftigt undervärderar SAMBiller, dess unika och oöverträffade fotavtryck, och dess fristående framtidsutsikter".
AB InBev brygger Budweiser, Stella Artois och Corona, medan SAB brygger Peroni och Grolsch bland annat.
Om ett avtal går igenom, skulle det sammanslagna företaget producera en tredjedel av världens öl.
På tisdagen rapporterade SAB att intäkterna minskade med 9 % under de tre månaderna fram till september, vilket man skyllde på att försvaga framväxande marknadsvalutor.
Försäljningsvolymen ökade med 2 %.
Aktierna i AB InBev stängde 0,6 % i Bryssel till 98,65 euro.
SAMBiller har avvisat ett förbättrat erbjudande från Anheuser-Busch InBev att det säger "mycket väsentligt undervärderar" företaget.