Lewis Hamilton dominó la segunda sesión de entrenamientos para el Gran Premio de Bahréin de 2024, liderando un doblete de Mercedes. El actual campeón de Fórmula 1, Max Verstappen, tuvo dificultades, terminando casi medio segundo detrás del líder y fuera de los cinco primeros una vez más. Las temperaturas en la FP2 estaban más bajas en comparación con la primera sesión de entrenamientos, con una temperatura ambiente de 17°C y una temperatura de pista de 22°C. Esto puede haber contribuido a la diferencia de rendimiento entre Mercedes y Red Bull, con Mercedes beneficiándose de un mejor calentamiento de los neumáticos. Hamilton fue particularmente impresionante, marcando el tiempo más rápido en sus dos simulaciones de clasificación.
El tiempo más rápido de Hamilton fue de 1m30.174s, dándole una ventaja de dos décimas sobre su compañero de equipo George Russell. Fernando Alonso terminó en tercer lugar, 0.286s detrás de Hamilton. Carlos Sainz fue el piloto más rápido de Ferrari en cuarto lugar, seguido por Oscar Piastri en quinto lugar para McLaren. Verstappen tuvo dificultades en sus intentos con neumáticos blandos, terminando aproximadamente medio segundo detrás del líder. Sin embargo, las simulaciones de larga duración con neumáticos blandos mostraron más promesa para él y para Red Bull.
Durante las vueltas largas, Sergio Pérez marcó el tiempo más rápido, pero el rendimiento de Piastri con neumáticos blandos en McLaren también fue notable. Lando Norris, compañero de equipo de Piastri, tuvo una sesión difícil y terminó siendo el más lento de todos, seis décimas detrás de los líderes debido a un error en la salida de la última curva en su simulación de clasificación. Pérez extendió su racha de vueltas con neumáticos blandos a 17 vueltas, cuatro vueltas más que Piastri antes de cambiar a neumáticos medios.
Nico Hulkenberg impresionó con un sólido séptimo lugar para Haas, un equipo que se centró en vueltas largas durante las pruebas de pretemporada y FP1. Su tiempo de 1m30.884s fue casi nueve décimas más rápido que el tiempo de su compañero de equipo Kevin Magnussen. Lance Stroll terminó en octavo lugar, justo detrás de su compañero de equipo Alonso. Charles Leclerc, quien expresó su frustración por la falta de conciencia de otros pilotos en la radio del equipo, terminó en noveno lugar, con Pérez de Red Bull completando el top 10.
