A Red Bull négyszeres bajnoka a délelőtti műszaki hiba miatt nem tudott autóba ülni a második gyakorláson, hiszen az autójában felmerülő elektronikai probléma olyan kárt tett a vezetékekben, amit a csapat nem tudott ilyen rövid idő alatt megjavítani.
A köridők jelentősen javultak a reggeliekhez képest, az élen álló pilóta személye azonban változatlan maradt. Hamilton érte el a leggyorsabb időt 1:25,524-gyel, négy tizedet adva csapattársának, akinek autójában a Mercedesnél helyrehozták az ERS hűtésével kapcsolatos problémát.
Daniel Ricciardo már egy másodperces hátránnyal áll a harmadik helyen, őt további fél másodpercnél is nagyobb lemaradással követi a két Ferrari, Fernando Alonso és Kimi Raikkönen. A 6. és 7. helyen megszerző McLarenek, Kevin Magnussen és Jenson Button pedig már a maranellóiakat is tisztes távolságból követik.
Érdemes megjegyezni, hogy ez a hét pilóta nem csak a közepes, hanem a kemény keverékeken is ugyanilyen sorrendben végzett egymás mögött az összesített időkben.

Az edzés második fele szokás szerint a magasabb üzemanyagszinttel való körözésből állt, amely általában eseménytelen időszakot jelent a pénteki délutánokon. Ezúttal nem így történt, hiszen több váratlan dolgot is láthattunk. Pár perccel a leintés előtt Jean-Eric Vergne parkolta le három kerékkel rendelkező autóját a 3-as kanyarban. Mint a lassítás megmutatta, a Toro Rosso jobb hátsó kereke egyszerűen önálló életre kelve elgurult, amikor a francia megkezdte a kanyar bevételét.
Pár pillanattal később Max Chilton is a pálya szélén tűnt fel - ez szokatlan látvány a brittől, aki versenyeken még egyszer sem esett ki F1-es karrierje során. A Marussia pilótája túl nagy tempóval érkezett a 4-es kanyarba, így elfékezve magát egyenesen kiszáguldott a kavicságyba, de szerencséjére még meg tudott állni a fal előtt.
A Lotus délutánja sem volt sima. Romain Grosjean autója egy alkalommal megállat a bokszutca kijáratánál, és a szerelőknek vissza kellett tolniuk azt a garázsba, hogy újraindítsák. Pastor Maldonadót pedig váltóhiba gyanújával hívta vissza a csapat a garázsba nem sokkal a leintés előtt.
Spanyol Nagydíj - 2. szabadedzés végeredménye:
| Hely | Versenyző | Csapat | Idő | Körök |
| 1 | Lewis Hamilton | Mercedes | 1:25.524 | 31 |
| 2 | Nico Rosberg | Mercedes | 1:25.973 | 35 |
| 3 |
Daniel Ricciardo |
Red Bull | 1:26.509 | 37 |
| 4 |
Fernando Alonso |
Ferrari | 1:27.121 | 32 |
| 5 | Kimi Räikkönen | Ferrari | 1:27.296 | 32 |
| 6 |
Kevin Magnussen |
McLaren | 1:27.788 | 36 |
| 7 | Jenson Button | McLaren | 1:27.811 | 29 |
| 8 | Felipe Massa | Williams | 1:27.824 | 29 |
| 9 |
Pastor Maldonado |
Lotus | 1:27.866 | 42 |
| 10 | Daniil Kvyat | Toro Rosso | 1:28.049 | 33 |
| 11 |
Nico Hülkenberg |
Force India | 1:28.074 | 29 |
| 12 |
Jean-Éric Vergne |
Toro Rosso | 1:28.246 | 30 |
| 13 | Adrian Sutil | Sauber | 1:28.284 | 31 |
| 14 |
Valtteri Bottas |
Williams | 1:28.698 | 33 |
| 15 |
Esteban Gutiérrez |
Sauber | 1:29.105 | 24 |
| 16 | Sergio Perez | Force India | 1:29.129 | 34 |
| 17 |
Romain Grosjean |
Lotus | 1:29.493 | 26 |
| 18 | Jules Bianchi | Marussia | 1:29.991 | 26 |
| 19 | Max Chilton | Marussia | 1:31.148 | 28 |
| 20 |
Kamui Kobayashi |
Caterham | 1:31.338 | 37 |
| 21 |
Marcus Ericsson |
Caterham | 1:31.586 | 38 |
| 22 |
Sebastian Vettel |
Red Bull | ---------- | 0 |