Il sole splendeva ancora sul Circuit de Barcelona-Catalunya quando è iniziata la seconda sessione di prove libere. Questa volta è stato Charles Leclerc a scendere in pista per primo, con pneumatici a mescola media. La maggior parte dei piloti ha seguito la sua scelta, tranne Lance Stroll e Franco Colapinto, che hanno iniziato i loro giri con le gomme dure, probabilmente per testare le condizioni di gara.

All'inizio della sessione, Leclerc ha fatto segnare il primo tempo obiettivo, ma la McLaren ha presto preso il sopravvento. Lando Norris ha conquistato la vetta della classifica dei tempi davanti a Max Verstappen e Oscar Piastri, proprio come nelle FP1, dimostrando ancora una volta che la McLaren è in forma questo fine settimana.

Tuttavia, non tutti hanno avuto una sessione pulita. Oliver Bearman è andato in testacoda con la sua Haas alla curva 3 e ha sollevato molta ghiaia. Ha causato solo una breve bandiera gialla, ma il team ha dovuto lavorare duramente per rimettere in sesto la sua vettura. Allo stesso tempo, anche la vettura di Gabriel Bortoleto è stata controllata nel garage della Sauber dopo alcuni problemi iniziali.

I piloti Aston Martin sono stati molto attivi alla radio del team. Fernando Alonso non era contento del posizionamento in pista di Lewis Hamilton, definendolo "l'eroe del giorno" dopo essere rimasto bloccato dietro di lui alla curva 1. Nel frattempo, Lance Stroll si è lamentato seriamente della propria vettura, affermando che "è tutto sbagliato". Nel frattempo, Lance Stroll si è lamentato seriamente della propria vettura, affermando che "tutto va male". È tornato ai box, è sceso dall'auto e la squadra ha persino cambiato il suo sedile per cercare di risolvere il problema.

Nel prosieguo della sessione, George Russell ha effettuato un giro molto forte con le gomme morbide, balzando in testa alla classifica dei tempi con un 1 minuto e 13.046. Il suo compagno di squadra Kimi Antonelli lo ha seguito. Il suo compagno di squadra Kimi Antonelli lo ha seguito da vicino con un giro solido, perdendo solo un quarto di secondo. Poi sono arrivati i giri identici di Verstappen e Norris, entrambi con un tempo di 1 minuto 13.070, appena dietro a Russell.

Anche Lewis Hamilton ha continuato a faticare con la Ferrari, affermando che la vettura non era "guidabile", facendo eco alle sue lamentele della prima sessione di prove libere.

Alla fine è stato Oscar Piastri a rubare la scena. Con le gomme morbide, ha realizzato il giro più veloce della giornata in 1:12.760 con settori viola su tutta la linea. Ha concluso la sessione con quasi tre decimi di vantaggio su Russell e poco più di tre decimi su Verstappen, che ha conquistato il terzo posto. Norris si è piazzato al quarto posto, mancando un posto tra i primi tre solo grazie al conteggio, in quanto aveva fatto registrare lo stesso identico tempo di Verstappen.

Leclerc, che aveva iniziato bene la sessione, ha poi avuto problemi di aderenza ed è finito quinto. Antonelli era sesto, davanti ad Alonso, settimo. Pierre Gasly ha disputato un'ottima sessione e ha concluso ottavo per l'Alpine, davanti ai piloti della Racing Bulls Isack Hadjar, nono, e Liam Lawson, decimo.