Charles Leclerc fue el destacado en la segunda sesión de entrenamientos libres del Gran Premio de Australia de Fórmula 1, que vio a varios pilotos enfrentar dificultades fuera de la pista. Leclerc, pilotando para Ferrari, fue impresionante, siendo 0.381 segundos más rápido que el líder del campeonato, Max Verstappen, en términos de ritmo de vuelta única. El top 10 estuvo muy reñido, con menos de medio segundo separando a Leclerc de los autos detrás de él.
El mejor tiempo de Leclerc, 1m17.211s, se logró con un mejor rendimiento en el sector final. Su tiempo de referencia anterior, 1m17.423s, que aún habría sido suficiente para el primer lugar, incluía los tiempos más rápidos en los otros dos sectores. Verstappen, quien perdió los primeros 20 minutos de la sesión debido a un cambio de piso en su RB20 después de salirse de la pista en las curvas 9/10, estableció su mejor tiempo más tarde en la sesión.
Uno de los aspectos más prometedores para Leclerc y Ferrari fue su rendimiento con neumáticos medios durante simulaciones de larga duración. Las primeras cinco vueltas con neumáticos medios mostraron un ritmo consistente de Leclerc, con tiempos que variaban de 1m22.832s a 1m23.047s. Otros pilotos también demostraron su rendimiento con neumáticos medios, incluyendo a Sainz, Piastri, Verstappen, Perez, Russell y Stroll.
A pesar del inicio tardío de Verstappen y de las simulaciones limitadas de larga duración, la ventaja de Leclerc en el ritmo de vuelta única parecía mantenerse cuando se añadió combustible de carrera al final de la sesión. Leclerc tuvo una clara ventaja sobre su compañero de equipo Sainz, quien regresó al cockpit de Ferrari después de perderse el Gran Premio de Arabia Saudita debido a una apendicitis. Sainz fue solo medio décimo más lento que el tiempo de Verstappen.
En el orden del FP2, los Aston Martins de Lance Stroll y Fernando Alonso aseguraron las cuarta y quinta posiciones, respectivamente. Stroll tuvo algunos incidentes en la penúltima curva de baja velocidad, mientras que Alonso tuvo un momento en la salida de la curva 6. George Russell tuvo un buen desempeño con Mercedes, terminando en sexto lugar, mientras que su compañero de equipo Lewis Hamilton luchó y terminó en 18º lugar, 1.5 segundos detrás del ritmo. La sesión de Hamilton también se vio afectada por un momento en la curva 10 debido a un cambio de configuración que no funcionó como se pretendía.
Los McLarens de Oscar Piastri y Lando Norris, junto con Sergio Pérez en el segundo Red Bull, completaron los ocho primeros. Yuki Tsunoda cerró el top 10 para la RB. Williams solo tenía 19 coches en funcionamiento, ya que estaban ocupados reparando el coche de Alex Albon después de su accidente en el primer entrenamiento. No tenían un chasis de repuesto disponible en Melbourne.