Charles Leclerc war der herausragende Fahrer in der zweiten freien Trainingssession des australischen Formel-1-Grand-Prix, bei dem mehrere Fahrer Schwierigkeiten abseits der Strecke hatten. Leclerc, der für Ferrari fuhr, war beeindruckend und war in Bezug auf die Rundenzeit um 0,381 Sekunden schneller als der Führende in der Meisterschaft, Max Verstappen. Die Top 10 waren eng umkämpft, mit weniger als einer halben Sekunde Abstand zwischen Leclerc und den Fahrzeugen hinter ihm.
Leclerc’s beste Zeit, 1m17.211s, wurde mit einer starken Leistung im letzten Sektor erreicht. Seine vorherige Bestzeit, 1m17.423s, die immer noch für den ersten Platz gereicht hätte, beinhaltete die schnellsten Zeiten in den anderen beiden Sektoren. Verstappen, der aufgrund eines Bodenwechsels an seinem RB20 nach einem Ausritt in den Kurven 9/10 die ersten 20 Minuten der Session verpasste, erzielte seine beste Zeit später in der Session.
Einer der vielversprechendsten Aspekte für Leclerc und Ferrari war ihre Leistung auf den Medium-Reifen während der Simulationen für lange Läufe. Die ersten fünf Runden auf den Medium-Reifen zeigten eine konstante Pace von Leclerc, mit Zeiten zwischen 1m22.832s und 1m23.047s. Auch andere Fahrer präsentierten ihre Leistung auf den Medium-Reifen, darunter Sainz, Piastri, Verstappen, Perez, Russell und Stroll.
Trotz des späten Starts von Verstappen und der begrenzten Anzahl von Simulationen für lange Läufe schien Leclerc’s Vorteil in Bezug auf die Rundenzeit zu halten, als Rennbenzin gegen Ende der Session hinzugefügt wurde. Leclerc hatte einen klaren Vorteil gegenüber seinem Teamkollegen Sainz, der nach dem Verpassen des Saudi-Arabien-GP aufgrund einer Blinddarmentzündung ins Ferrari-Cockpit zurückkehrte. Sainz war nur eine halbe Zehntelsekunde langsamer als Verstappens Zeit.
Gemäß der FP2-Bestellung sicherten sich Lance Stroll und Fernando Alonsos Aston Martins die vierte bzw. fünfte Position. Stroll hatte einige Zwischenfälle in der vorletzten langsamen Kurve, während Alonso einen Moment beim Ausgang von Kurve 6 hatte. George Russell hatte eine gute Leistung für Mercedes und beendete das Rennen auf dem sechsten Platz, während sein Teamkollege Lewis Hamilton kämpfte und auf dem 18. Platz landete, 1,5 Sekunden hinter dem Tempo. Hamiltons Session wurde auch durch einen Moment in Kurve 10 behindert, aufgrund einer Setup-Änderung, die nicht wie beabsichtigt funktionierte.
Oscar Piastri und Lando Norris‘ McLarens sowie Sergio Perez im zweiten Red Bull komplettierten die Top Acht. Yuki Tsunoda belegte den zehnten Platz für RB. Williams hatte nur 19 einsatzbereite Autos, da sie damit beschäftigt waren, Alex Albons Auto nach seinem Unfall im ersten Training zu reparieren. In Melbourne stand kein Ersatzchassis zur Verfügung.