Mark Webber (Red Bull) récidive et s’octroie le meilleur temps de la 2e séance d’essais libres du Grand Prix d’Espagne. Lewis Hamilton (McLaren) a été le 2e plus rapide des essais à Barcelone. Sebastian Vettel (Red Bull) est bon 3e, alors que Jenson Button (McLaren) et Fernando Alonso (Ferrari) sont respectivement 4e et 5e. Tir groupé pour Mercedes qui voit ses pilotes terminer 6e (Nico Rosberg) et 7e (Michael Schumacher) dans cette séance. Nick Heidfeld (Renault) est 10e.
| 1 | 2 | Mark Webber | RBR-Renault | 1:22.470 | 35 | |
| 2 | 3 | Lewis Hamilton | McLaren-Mercedes | 1:22.509 | 0.039 | 27 |
| 3 | 1 | Sebastian Vettel | RBR-Renault | 1:22.826 | 0.356 | 37 |
| 4 | 4 | Jenson Button | McLaren-Mercedes | 1:23.188 | 0.718 | 32 |
| 5 | 5 | Fernando Alonso | Ferrari | 1:23.568 | 1.098 | 34 |
| 6 | 8 | Nico Rosberg | Mercedes | 1:23.586 | 1.116 | 35 |
| 7 | 7 | Michael Schumacher | Mercedes | 1:23.981 | 1.511 | 30 |
| 8 | 6 | Felipe Massa | Ferrari | 1:24.278 | 1.808 | 30 |
| 9 | 16 | Kamui Kobayashi | Sauber-Ferrari | 1:24.290 | 1.820 | 33 |
| 10 | 9 | Nick Heidfeld | Renault | 1:24.366 | 1.896 | 31 |
| 11 | 17 | Sergio Perez | Sauber-Ferrari | 1:24.483 | 2.013 | 38 |
| 12 | 10 | Vitaly Petrov | Renault | 1:24.786 | 2.316 | 43 |
| 13 | 18 | Sebastien Buemi | STR-Ferrari | 1:25.296 | 2.826 | 33 |
| 14 | 11 | Rubens Barrichello | Williams-Cosworth | 1:25.303 | 2.833 | 38 |
| 15 | 19 | Jaime Alguersuari | STR-Ferrari | 1:25.457 | 2.987 | 34 |
| 16 | 12 | Pastor Maldonado | Williams-Cosworth | 1:25.603 | 3.133 | 43 |
| 17 | 15 | Paul di Resta | Force India-Mercedes | 1:26.073 | 3.603 | 32 |
| 18 | 20 | Heikki Kovalainen | Lotus-Renault | 1:26.417 | 3.947 | 37 |
| 19 | 14 | Adrian Sutil | Force India-Mercedes | 1:27.123 | 4.653 | 20 |
| 20 | 21 | Jarno Trulli | Lotus-Renault | 1:27.189 | 4.719 | 34 |
| 21 | 25 | Jerome d’Ambrosio | Virgin-Cosworth | 1:28.036 | 5.566 | 36 |
| 22 | 24 | Timo Glock | Virgin-Cosworth | 1:28.062 | 5.592 | 28 |
| 23 | 22 | Narain Karthikeyan | HRT-Cosworth | 1:29.469 | 6.999 | 28 |
| 24 | 23 | Vitantonio Liuzzi | HRT-Cosworth | 1:29.476 | 7.006 | 31 |