Die Sonne schien noch immer hell über dem Circuit de Barcelona-Catalunya, als das zweite freie Training begann. Diesmal war es Charles Leclerc, der als Erster auf die Strecke ging und mit der mittleren Reifenmischung fuhr. Die meisten Fahrer folgten seiner Wahl, mit Ausnahme von Lance Stroll und Franco Colapinto, die ihre Runden auf den harten Reifen begannen und wahrscheinlich für die Rennbedingungen testeten.

Zu Beginn der Session setzte Leclerc die erste Zielzeit, doch McLaren übernahm bald die Führung. Lando Norris führte die Zeitenliste vor Max Verstappen und Oscar Piastri an, genau wie im FP1, und zeigte damit erneut, dass McLaren an diesem Wochenende in starker Form ist.

Doch nicht jeder hatte eine saubere Session. Oliver Bearman drehte sich mit seinem Haas in Kurve 3 und wirbelte eine Menge Kies auf. Er verursachte nur eine kurze gelbe Flagge, aber das Team musste hart arbeiten, um sein Auto wieder in Form zu bringen. Zur gleichen Zeit wurde auch das Auto von Gabriel Bortoleto in der Sauber-Garage nach anfänglichen Problemen überprüft.

Die Aston-Martin-Fahrer waren am Teamfunk sehr aktiv. Fernando Alonso war mit der Positionierung von Lewis Hamilton auf der Strecke nicht zufrieden und nannte ihn "den Helden des Tages", nachdem er in Kurve 1 hinter ihm stecken geblieben war. Lance Stroll beklagte sich derweil ernsthaft über sein eigenes Auto: "Alles ist schlecht." Er kam zurück an die Box, kletterte aus dem Auto, und das Team tauschte sogar seinen Sitz aus, um das Problem zu beheben.

Im weiteren Verlauf der Sitzung legte George Russell auf den weichen Reifen eine sehr starke Runde hin und setzte sich mit einer Zeit von 1:13,046 Minuten an die Spitze der Zeitenliste. Sein Teamkollege Kimi Antonelli folgte ihm mit einer soliden Runde, auf die er nur eine Viertelsekunde verlor. Dann folgten identische Runden von Verstappen und Norris, die beide eine Zeit von 1:13,070 Minuten erzielten, knapp hinter Russell.

Yuki Tsunoda war alles andere als glücklich, denn sein Auto rutschte "wie verrückt" und hatte "keinen Grip". Auch Lewis Hamilton kämpfte im Ferrari weiter und sagte, das Auto sei "nicht fahrbar", was seine Beschwerden aus FP1 wiederholte.

Am Ende war es Oscar Piastri, der die Show stahl. Auf den weichen Reifen fuhr er die schnellste Runde des Tages in 1:12,760 mit durchweg lila Sektoren. Er beendete die Session mit fast drei Zehnteln Vorsprung vor Russell und etwas mehr als drei Zehnteln vor Verstappen, der Dritter wurde. Norris wurde Vierter und verpasste einen Platz unter den ersten Drei nur durch Rückrechnung, da er exakt die gleiche Zeit wie Verstappen gefahren war.

Leclerc, der die Session gut begonnen hatte, kämpfte später mit dem Grip und wurde Fünfter. Antonelli wurde Sechster, vor Alonso auf Platz sieben. Pierre Gasly hatte einen starken Lauf und wurde Achter für Alpine, knapp vor den Racing Bulls-Piloten Isack Hadjar als Neunter und Liam Lawson als Zehnter.