Los equipos han podido aprovechar mucho más el tiempo en la pista durante la segunda sesión de entrenamientos libres con la pista completamente seca. Casi todos los pilotos han superado las 30 vueltas al trazado de Montmeló para recuperar el tiempo perdido durante la sesión de la mañana.
Sebastian Vettel ha logrado el mejor tiempo seguido muy de cerca por Fernando Alonso. Tan sólo han sido 17 milésimas las que han separado a los dos pilotos, mientras que a 83 ha quedado Mark Webber en la tercera plaza. En la cuarta posición, a dos décimas, ha quedado Kimi Raikkonen que ha estado seguido de Felipe Massa en la quinta posición. Unas milésimas más lento que el piloto brasileño ha quedado Lewis Hamilton, que ha podido superar su compañero de equipo por unas dos décimas.
Adrian Sutil ha quedado en la octava posición por delante de Jean-Eric Vergne y Paul Di Resta. El piloto de Force India ha protagonizado un incidente en esta sesión cuando en la entrada a la recta principal su neumático trasero izquierdo ha perdido toda la goma y se ha quedado en la banda de rodadura. El piloto ha podido parar el monoplaza con seguridad más adelante sin problemas, aunque este incidente no dejará tranquilo al resto de equipos y tampoco a los ingenieros de Pirelli.
En la undécima posición ha finalizado Daniel Ricciardo superando a los dos pilotos de McLaren, con Jenson Button a un segundo y medio del mejor tiempo y Sergio Pérez a dos. Tras ellos han quedado Valtteri Bottas, Nico Hulkneberg y Pastor Maldonado. Esteban Gutiérrez ha quedado en la décima séptima plaza por delante de Romain Grosjean. Las últimas posiciones han sido ocupadas por Hiedo Van der Garde, Jules Bianchi, Charles Pic y Max Chilton.
