A helyzetet súlyosbította, hogy az eső miután alábbhagyott és a körülmények az esős gumik és az intermediate abroncsok közötti átmenethez hasonlítottak, azok, akik kimentek a pályára olyan figyelmeztetést kaptak, hogy az esős pályára alkalmas abroncsok túlmelegednek.
Ilyen körülmények között csak hat pilóta futott gyors kört az első fél órában, míg hét pilóta - így Sebastian Vettel, Fernando Alonso és Lewis Hamilton - egy óra elteltével teljesített gyors kört.
Hosszú ideig úgy tűnt, hogy Rosberg 1:28.873-as ideje elég lesz az első pozíció megszerzéséhez, de Alonso 20 perccel az edzés leintése előtt intermediate abroncsokon kimerészkedett és azonnal a harmadik helyre került.
Ez bíztatást jelentett Felipe Massa, Vettel, Hamilton és a mezőny többi tagja számára ahhoz, hogy intermediate abroncsokon próbálkozzanak, ennek eredményeként a köridők sokat javultak.
Sebastian Vettel nyitotta a sort, aki 1:27.993-as idejével az élre állt, hét tizedmásodperccel megelőzve a mezőnyt. A német pilóta előnyét tovább növelte, miközben mögötte Webber is javult, a második helyre került és két perccel az edzés leintése előtt a Red Bull pilótái álltak az első két pozícióban.
Rosberg azonban válaszolni tudott és 1:27.306-os idejével a leggyorsabbnak bizonyult. Rosberg 0.8 másodperccel előzte meg csapattársát, Lewis Hamiltont, aki utolsó gyors körével az ötödik helyet szerezte meg. A brit pilóta a rossz időjárási körülmények között egyszer meg is pördült az edzés során.
Heikki Kovalainen Lotusával tudott beékelődni Hamilton és a két Red Bull közé.
Jean-Eric Vergne hatodik lett, megelőzve a Ferraritól év végén távozó Felipe Massát, valamint a Sauber pilótáját, Nico Hülkenberget.
Daniel Ricciardo és Romain Grosjean került még az első tízbe Alonso, Gutierrez és Paul di Resta előtt.
A Brazil Nagydíj harmadik szabadedzése szombaton, helyi idő szerint 11 órakor veszi kezdetét.
Brazil Nagydíj - 2. szabadedzés végeredménye:
| Hely | Versenyző | Csapat | Idő | Körök |
| 1 | Nico Rosberg | Mercedes | 1:27.306 | 12 |
| 2 | Sebastian Vettel | Red Bull | 1:27.531 | 10 |
| 3 | Mark Webber | Red Bull | 1:27.592 | 18 |
| 4 | Heikki Kovalainen | Lotus | 1:28.129 | 13 |
| 5 | Lewis Hamilton | Mercedes | 1:28.147 | 9 |
| 6 | Jean-Éric Vergne | Toro Rosso | 1:28.405 | 11 |
| 7 | Felipe Massa | Ferrari | 1:28.540 | 9 |
| 8 | Nico Hülkenberg | Sauber | 1:28.560 | 20 |
| 9 | Daniel Ricciardo | Toro Rosso | 1:28.739 | 20 |
| 10 | Romain Grosjean | Lotus | 1:28.891 | 12 |
| 11 | Fernando Alonso | Ferrari | 1:28.928 | 10 |
| 12 | Esteban Gutiérrez | Sauber | 1:29.049 | 17 |
| 13 | Paul di Resta | Force India | 1:29.174 | 11 |
| 14 | Pastor Maldonado | Williams | 1:29.717 | 13 |
| 15 | Adrian Sutil | Force India | 1:29.783 | 7 |
| 16 | Valtteri Bottas | Williams | 1:30.425 | 15 |
| 17 | Sergio Perez | McLaren | 1:30.748 | 8 |
| 18 | Jules Bianchi | Marussia | 1:31.061 | 18 |
| 19 | Giedo van der Garde | Caterham | 1:31.118 | 16 |
| 20 | Charles Pic | Caterham | 1:31.165 | 15 |
| 21 | Max Chilton | Marussia | 1:31.211 | 19 |
| 22 | Jenson Button | McLaren | 1:31.770 | 6 |
