Száraz időben vette kezdetét a királykategória második szabadedzése Mugellóban, így az újra baljósan gyülekező felhők ellenére slick gumikkal vághatnak neki a háromnegyed órás körözésnek a motorosok. Nem véletlen, hogy szinte mindenki azonnal a pályára gurult, hiszen délelőtt csak az utolsó percekben tudtak teljesen száraz pályán körözni. Akkor a végül egy bukást is elszenvedő Marc Marquez nyert, most azonban nem a Repsol Honda, hanem a Yamaha gyári kettőse kezdett a legjobban: tíz perc után Valentino Rossi vezetett Jorge Lorenzo, ráadásul Crutchlow harmadik helye tovább erősítette a hangvillások kezdeti fölényét.

Rossi sokáig vezetett, ám végül az utolsó pillanatban lecsúszott idei első edzéselsőségéről
A gyakorlás feléig Rossi tovább tudott javítani, így már négy tizeddel előzte meg címvédő csapattársát, a harmadik helyre pedig legjobb ducatisként Pirro zárkózott fel. Ugyanekkor következett be a tréning legnagyobb drámája: Marc Marquez az első szabadedzéshez hasonlóan ezúttal is bukott! Ráadásul az újonc ezúttal nagyobbat esett: a célegyenes vége felé, féktávon bicsaklott meg alatta a motor, így hatalmas tempónál csúszott el a világbajnokság második helyén álló spanyol, s eléggé közel volt hozzá a betonfal is, és a felvételekből nem derült ki, hogy nekicsapódott-e. Azonnal orvosok vették körül, majd az orvosi központba szállították, hogy vizsgálatoknak vessék alá, de későbbi képeken látszott, hogy eszméleténél van a motoros.

Crutchlow harmadik helye tetézte be a Yamaha fölényét
13 perc volt a hátra, amikor Bradley Smith is bukott, de neki önerőből sikerült távoznia a helyszínről, miközben a másik három Yamaha Rossi, Lorenzo, Crutchlow sorrendben továbbra is az élen állt, megelőzve Bradlt, Pedrosát és Pirrót. Ráadásul a "Doktor" hat perccel a leintés előtt ismét faragni tudott a legjobbján, ám egy perccel később érkezett Lorenzo, aki mindössze 33 ezreddel ugyan, de megelőzte hazai pályán versenyző márkatársát. Rossi következő próbálkozása alkalmával ugyan javított, de 15 ezreddel még így is elmaradt a regnáló világbajnoktól. Közben kiírták a hírt, miszerint Marquez vélhetően megúszta a bukást komolyabb sérülések nélkül.

Marquez az első tréninghez hasonlóan bukott, ám ezúttal sokkal nagyobb esést szenvedett el, de az első hírek szerint a spanyol megúszta komolyabb sérülés nélkül
Három perc volt hátra, amikor Lorenzo valamelyest ismét javítani tudott, így már 51 ezreddel vezetett a kilencszeres világbajnok előtt, aztán a spanyol még tovább javított, ám ekkor jött a válasz Rossitól is: fél perccel a vége előtt ismét az élre állt! Azonban még itt sem volt vége az eseményeknek: Lorenzo 34 ezreddel megverte csapattársát. A vége is ez maradt, így Jorge Lorenzo nyerte a második szabadedzést Olaszországban, Valentino Rossi pedig mindössze 34 ezreddel maradt el attól, hogy első edzéselsőségét begyűjtse a Yamahához való visszatérése óta. Cal Crutchlow harmadik helye tette teljessé a japán gyár örömét, míg a negyedik pozícióban Hayden végzett a Ducatival, ötödikként pedig Pedrosa a Hondával. A top10 további sorrendje Iannone, Dovizioso, Bradl, De Puniet, Pirro lett végül. Folytatás szombat délelőtt a harmadik szabadedzéssel.
A 2. szabadedzés végeredménye:
| 1. | Jorge LORENZO | SPA | Yamaha Factory Racing | 1:48.375 |
| 2. | Valentino ROSSI | ITA | Yamaha Factory Racing | 1:48.409 |
| 3. | Cal CRUTCHLOW | GBR | Monster Yamaha Tech 3 | 1:48.672 |
| 4. | Nicky HAYDEN | USA | Ducati Team | 1:49.377 |
| 5. | Dani PEDROSA | SPA | Repsol Honda Team | 1:49.383 |
| 6. | Andrea IANNONE | ITA | Energy T.I. Pramac Racing | 1:49.467 |
| 7. | Andrea DOVIZIOSO | ITA | Ducati Team | 1:49.543 |
| 8. | Stefan BRADL | GER | LCR Honda MotoGP | 1:49.595 |
| 9. | Randy DE PUNIET | FRA | Power Electronics Aspar | 1:49.599 |
| 10. | Michele PIRRO | ITA | Ducati Test Team | 1:49.649 |
| 11. | Alvaro BAUTISTA | SPA | GO&FUN Honda Gresini | 1:49.733 |
| 12. | Aleix ESPARGARO | SPA | Power Electronics Aspar | 1:49.769 |
| 13. | Bradley SMITH | GBR | Monster Yamaha Tech 3 | 1:50.103 |
| 14. | Marc MARQUEZ | SPA | Repsol Honda Team | 1:50.210 |
| 15. | Hector BARBERA | SPA | Avintia Blusens | 1:50.400 |
| 16. | Ben SPIES | USA | Ignite Pramac Racing | 1:51.105 |
| 17. | Colin EDWARDS | USA | NGM Mobile Forward Racing | 1:51.433 |
| 18. | Karel ABRAHAM | CZE | Cardion AB Motoracing | 1:51.528 |
| 19. | Yonny HERNANDEZ | COL | Paul Bird Motorsport | 1:51.644 |
| 20. | Danilo PETRUCCI | ITA | Came IodaRacing Project | 1:51.937 |
| 21. | Hiroshi AOYAMA | JPN | Avintia Blusens | 1:52.182 |
| 22. | Claudio CORTI | ITA | NGM Mobile Forward Racing | 1:53.314 |
| 23. | Michael LAVERTY | GBR | Paul Bird Motorsport | 1:53.480 |
| 24. | Bryan STARING | AUS | GO&FUN Honda Gresini | 1:54.231 |
| 25. | Lukas PESEK | CZE | Came IodaRacing Project | 1:54.829 |