Słońce wciąż świeciło jasno nad torem Circuit de Barcelona-Catalunya, gdy rozpoczęła się druga sesja treningowa. Tym razem jako pierwszy na tor wyjechał Charles Leclerc, który startował na oponach ze średniej mieszanki. Większość kierowców podążyła za jego wyborem, z wyjątkiem Lance'a Strolla i Franco Colapinto, którzy rozpoczęli swoje przejazdy na twardych oponach, prawdopodobnie testując warunki wyścigowe.

Na początku sesji Leclerc ustanowił pierwszy docelowy czas, ale McLaren wkrótce przejął kontrolę. Lando Norris znalazł się na szczycie tabeli czasów przed Maxem Verstappenem i Oscarem Piastri, podobnie jak w FP1, ponownie pokazując, że McLaren jest w dobrej formie w ten weekend.

Jednak nie wszyscy mieli czystą sesję. Oliver Bearman obrócił swojego Haasa na Zakręcie 3 i wyrzucił dużo żwiru. Spowodowało to tylko krótką żółtą flagę, ale zespół musiał ciężko pracować, aby przywrócić samochód do formy. W tym samym czasie samochód Gabriela Bortoleto również był sprawdzany w garażu Saubera po pierwszych problemach.

Kierowcy Aston Martina byli bardzo aktywni przez zespołowe radio. Fernando Alonso nie był zadowolony z pozycji Lewisa Hamiltona na torze, nazywając go "bohaterem dnia" po utknięciu za nim w Zakręcie 1. W międzyczasie Lance Stroll miał poważne zastrzeżenia do swojego bolidu, mówiąc, że "wszystko jest źle". Wrócił do boksu, wysiadł z bolidu, a zespół zmienił nawet jego fotel, aby spróbować naprawić problem.

Gdy sesja trwała dalej, George Russell wykonał bardzo mocne okrążenie na miękkich oponach, wskakując na szczyt czasów z czasem 1 minuty 13.046. Jego kolega z zespołu Kimi Antonelli był tuż za nim, tracąc zaledwie ćwierć sekundy. Następnie identyczne okrążenia przejechali Verstappen i Norris, obaj uzyskując czas 1 minuty 13.070, tuż za Russellem.

Yuki Tsunoda był daleki od zadowolenia, mówiąc, że jego samochód ma "szalony" poziom poślizgu i "nie ma przyczepności". Lewis Hamilton również nadal zmagał się z Ferrari, mówiąc, że samochód "nie nadaje się do jazdy", powtarzając swoje skargi z FP1.

Ostatecznie to Oscar Piastri skradł show. Na miękkich oponach przejechał najszybsze okrążenie dnia z czasem 1:12.760 w purpurowych sektorach. Ukończył sesję prawie trzy dziesiąte przed Russellem i nieco ponad trzy dziesiąte przed Verstappenem, który zajął trzecie miejsce. Norris był czwarty, tracąc miejsce w pierwszej trójce tylko przez odliczanie, ponieważ ustanowił dokładnie taki sam czas jak Verstappen.

Leclerc, który dobrze rozpoczął sesję, później miał problemy z przyczepnością i skończył na piątym miejscu. Antonelli był szósty, a Alonso siódmy. Pierre Gasly zaliczył mocną jazdę i zajął ósme miejsce dla Alpine, tuż przed kierowcami Racing Bulls Isackiem Hadjarem na dziewiątym miejscu i Liamem Lawsonem na dziesiątym.