De tweede vrije training voor de Grand Prix van Spanje werd wederom door een Mercedes aangevoerd in de persoon van Lewis Hamilton. Het was dit keer Sebastian Vettel in zijn Ferrari die als tweede eindigde. Nico Rosberg was derde en Kimi Raikkonen vierde. Max Verstappen eindigde als snelste Toro Rosso als zesde, maar zag dit keer Danill Kvyat van zusterteam Red Bull Racing voor zich op de vijfde plaats.
Bij Williams, Sauber en Lotus mochten vaste rijders Bottas, Ericsson en Grosjean weer rijden, nadat zij vanmorgen plaats moesten maken voor de test/reserverijders Wolff, Marciello en Palmer. Grosjean verloor echter vroeg in de sessie een deel van het bodywork van zijn Lotus en moest lang toekijken vanuit de pitbox.
Daniel Ricciardo reed nauwelijks in deze training. Zijn motor van vanmorgen was ermee opgehouden en de pitcrew van Red Bull Racing was bijna de hele sessie aan het werk om inmiddels de vierde Renault-motor in zijn bolide te monteren. Hij kwam uiteindelijk de laatste vijf minuten nog in actie. Vrije training 3 is morgen van 11:00 tot 12:00, gevolgd door de kwalificatie van 14:00 tot 15:00.
UITSLAG Vrije training 2 Grand Prix van Spanje
| P. | Coureur | Tijd | Verschil |
| 1 | Hamilton | 1:26,852 | |
| 2 | Vettel | 1:27,260 | 0,408 |
| 3 | Rosberg | 1:27,616 | 0,764 |
| 4 | Raikkonen | 1:27,780 | 0,928 |
| 5 | Kvyat | 1:27,943 | 1,091 |
| 6 | Verstappen | 1:28,017 | 1,165 |
| 7 | Button | 1:28,494 | 1,642 |
| 8 | Bottas | 1:28,525 | 1,673 |
| 9 | Sainz | 1:28,674 | 1,822 |
| 10 | Massa | 1:28,712 | 1,860 |
| 11 | Alonso | 1:28,723 | 1,871 |
| 12 | Grosjean | 1:29,086 | 2,234 |
| 13 | Ricciardo | 1:29,098 | 2,246 |
| 14 | Maldonado | 1:29,217 | 2,365 |
| 15 | Nasr | 1:29,333 | 2,481 |
| 16 | Ericsson | 1:29,361 | 2,509 |
| 17 | Hulkenberg | 1:29,601 | 2,749 |
| 18 | Perez | 1:29,707 | 2,855 |
| 19 | Stevens | 1:31,929 | 5,077 |
| 20 | Merhi | 1:32,751 | 5,899 |
