Hasta la Liga de Carreras Autónomas de Abu Dhabi, Lewis Hamilton lideró una sesión de entrenamientos libres altamente competitiva para el Gran Premio de España. La sesión vio cinco coches diferentes dentro de un cuarto de segundo en la parte superior de la clasificación. La vuelta de Hamilton, establecida más tarde en la sesión, fue más de seis décimas más rápida que el tiempo de referencia en el FP2 en Barcelona en 2023. Esto representó una mejora significativa para Mercedes en comparación con el año pasado. Su tiempo de 1m13.264s incluyó el sector final más rápido y le permitió asegurar la primera posición por solo 0.022s sobre el Ferrari de Carlos Sainz.
Lando Norris, quien había liderado el ritmo en el FP1, terminó en tercer lugar, a solo 0.033s detrás de Hamilton. Pierre Gasly impresionó con un cuarto lugar para Alpine, mientras que el líder del campeonato Max Verstappen completó los cinco primeros.
Verstappen, quien realizó una prueba en el coche de Red Bull de 2022 a principios de semana, informó algunos problemas de manejo con su RB20 durante el FP2. A pesar de esto, logró mantenerse cerca de los McLarens y del Ferrari de Sainz durante simulaciones de larga duración al final de la sesión. Verstappen utilizó neumáticos medios C2, mientras que Norris, el compañero de equipo de McLaren Oscar Piastri y Sainz optaron por los neumáticos más blandos C3.
Los pilotos de Mercedes, Hamilton y George Russell, se centraron en vueltas de larga duración, ambos marcando tiempos entre 1m19s y 1m20s. Los pilotos de Alpine, Gasly y Esteban Ocon, expresaron preocupaciones sobre su rendimiento en Barcelona, pero terminaron el día con los dos coches en el top 10. El impresionante esfuerzo de Gasly fue respaldado por el noveno tiempo más rápido de Ocon.
Sergio Pérez tuvo una sesión desafiante, realizando un segundo stint con neumáticos medios antes de intentar una simulación de clasificación. Sin embargo, solo logró el decimotercer tiempo más rápido, detrás del dúo de Haas, Kevin Magnussen y Nico Hulkenberg. Aston Martin también tuvo dificultades, con Fernando Alonso solo un centésimo de segundo por delante de Pérez.
Los coches de Red Bull tuvieron una sesión decepcionante, terminando en 15º y 16º. Yuki Tsunoda, ligeramente más rápido que su compañero de equipo Daniel Ricciardo, se quejó del manejo del coche durante su vuelta larga. Los coches de Williams, que cambiaron a neumáticos blandos temprano, fueron los más lentos en el FP2. Alex Albon terminó en 19º, 1.543s detrás del ritmo, con su compañero de equipo Logan Sargeant aún más atrás.
