Le pilote de Mercedes Lewis Hamilton a été le plus rapide lors de la deuxième séance d'essais libres du Grand Prix d'Espagne, avec un temps de 1:13.264s, le plaçant à deux centièmes de seconde devant Carlos Sainz de Ferrari le vendredi. Après avoir donné le rythme lors de la FP1, Lando Norris a été le troisième plus rapide sous le soleil de fin d'après-midi, devant Pierre Gasly d'Alpine, tandis que Max Verstappen n'était que cinquième après s'être plaint d'un léger sous-virage au début de l'heure. Son coéquipier Sergio Perez a peu roulé et a terminé la FP2 à la 13e place après avoir passé la plupart de son temps dans les stands. Logan Sargeant de Williams a eu une légère frayeur au début de la séance, mais a survécu sans aucun dommage.
Le soleil éblouissant et le ciel bleu clair au-dessus du Circuit de Barcelone-Catalogne ont accueilli les 20 pilotes de retour en piste pour la deuxième séance d'essais libres du Grand Prix d'Espagne, après que Lando Norris ait dominé les chronos pour McLaren lors de la FP1. La température de la piste avait chuté légèrement de 48°C à 43°C depuis la fin de la session précédente. Pierre Gasly avec la Alpine améliorée était le premier en piste, suivi de près par Lewis Hamilton de Mercedes. Bientôt, la piste était animée par les pilotes complétant leurs premiers tours avec des pneus mediums neufs, seuls Oscar Piastri et Zhou Guanyu optant pour les pneus durs, tandis que Max Verstappen et Carlos Sainz étaient les derniers à bouger.
George Russell s'est installé rapidement en tête des chronos avec un temps de 1:14.089s, à un dixième devant Norris qui avait une marge similaire sur Lewis Hamilton dans la deuxième Mercedes. Verstappen s'est rapidement emparé de la quatrième place malgré des plaintes de sous-virage initial dans la Red Bull, le plaçant devant les Ferrari de Carlos Sainz et Charles Leclerc. Les voitures ont rapidement terminé leur premier run et sont retournées aux stands, Logan Sargeant étant le plus lent avec une légère sortie de piste lors de son premier passage. Il avait presque perdu l'arrière de la Williams et avait frôlé le gravier avec sa roue arrière, mais a évité le pire et a pu continuer. Il était ensuite le premier à reprendre la piste pour la deuxième série de tours après être passé aux pneus tendres pour les runs de qualification.
D'autres ont rapidement suivi, dont Sainz, Leclerc et Norris, donnant ainsi aux fans l'opportunité de juger des positions relatives entre les équipes sur une piste de style traditionnel. Les Ferrari se sont immédiatement placées en tête avec Sainz établissant un nouveau temps de référence de 1:13.286s, mais Norris s'est rapidement intercalé entre les deux chevaux cabrés. Il y a également eu de belles performances de Valtteri Bottas chez Sauber et du duo de Haas, Kevin Magnussen et Nico Hulkenberg.
Le run de Verstappen semblait prometteur mais il a finalement perdu du temps dans le deuxième secteur et cela n'a été suffisant que pour la P3 derrière Sainz et Norris. Hamilton a ensuite devancé Sainz de 0.022s. En revanche, le tour rapide de Russell était chaotique et seulement suffisant pour la P6, immédiatement dépassé par Oscar Piastri dans la deuxième McLaren qui a été un dixième plus rapide. Il restait encore un peu de temps avec Gasly devançant Verstappen pour la quatrième place. Après un long retard dans le garage Red Bull, Sergio Perez a effectué une dernière tentative avec les pneus tendres mais n'a pu s'améliorer que jusqu'à la P13, à huit dixièmes du meilleur temps de Hamilton. Ferrari avait également travaillé sur la voiture de Leclerc, et il s'est ensuite amélioré pour la sixième place devant Piastri et Russell.
La piste s'est ensuite calmée, laissant place aux équipes pour des simulations de course sur de plus longues distances. Certains pilotes - comme Russell et Hamilton, et Alex Albon chez Williams - ont continué à rouler avec les pneus tendres pour vérifier la dégradation avec des pleins de carburant plus importants. Verstappen a eu une petite sortie de piste au virage 1 et Norris a pris trop de vibreurs endommageant le plancher de la MCl38, mais il n'y a pas eu de changements aux meilleurs temps lorsque le drapeau à damier est sorti pour mettre fin à la journée dans le calme.