Jenson Button (McLaren) a été le plus rapide des essais libres du vendredi en Espagne. Tout comme lors de la première séance d’essais libres, Sebastian Vettel a terminé 2e de celle-ci. Nico Rosberg (Mercedes) a fait le 3e temps, devant Lewis Hamilton (McLaren) et Kimi Räikkönen (Lotus). Romain Grosjean (Lotus) est 6e. Mark Webber (Red Bull) et Michael Schumacher (Mercedes) sont respectivement 7e et 8e. Fernando Alonso (Ferrari) n’a pu faire mieux que le 14e temps.
| 1 | 3 | Jenson Button | McLaren-Mercedes | 1:23.399 | 38 | |
| 2 | 1 | Sebastian Vettel | Red Bull Racing-Renault | 1:23.563 | 0.164 | 38 |
| 3 | 8 | Nico Rosberg | Mercedes | 1:23.771 | 0.372 | 41 |
| 4 | 4 | Lewis Hamilton | McLaren-Mercedes | 1:23.909 | 0.510 | 32 |
| 5 | 9 | Kimi Räikkönen | Lotus-Renault | 1:23.918 | 0.519 | 32 |
| 6 | 10 | Romain Grosjean | Lotus-Renault | 1:23.964 | 0.565 | 37 |
| 7 | 2 | Mark Webber | Red Bull Racing-Renault | 1:24.065 | 0.666 | 34 |
| 8 | 7 | Michael Schumacher | Mercedes | 1:24.080 | 0.681 | 36 |
| 9 | 14 | Kamui Kobayashi | Sauber-Ferrari | 1:24.214 | 0.815 | 41 |
| 10 | 12 | Nico Hulkenberg | Force India-Mercedes | 1:24.365 | 0.966 | 22 |
| 11 | 6 | Felipe Massa | Ferrari | 1:24.418 | 1.019 | 35 |
| 12 | 15 | Sergio Perez | Sauber-Ferrari | 1:24.422 | 1.023 | 32 |
| 13 | 18 | Pastor Maldonado | Williams-Renault | 1:24.468 | 1.069 | 40 |
| 14 | 5 | Fernando Alonso | Ferrari | 1:24.600 | 1.201 | 33 |
| 15 | 11 | Paul di Resta | Force India-Mercedes | 1:24.688 | 1.289 | 30 |
| 16 | 17 | Jean-Eric Vergne | STR-Ferrari | 1:24.733 | 1.334 | 34 |
| 17 | 16 | Daniel Ricciardo | STR-Ferrari | 1:24.769 | 1.370 | 37 |
| 18 | 19 | Bruno Senna | Williams-Renault | 1:25.047 | 1.648 | 42 |
| 19 | 20 | Heikki Kovalainen | Caterham-Renault | 1:26.296 | 2.897 | 36 |
| 20 | 21 | Vitaly Petrov | Caterham-Renault | 1:26.740 | 3.341 | 35 |
| 21 | 24 | Timo Glock | Marussia-Cosworth | 1:27.314 | 3.915 | 27 |
| 22 | 25 | Charles Pic | Marussia-Cosworth | 1:27.664 | 4.265 | 30 |
| 23 | 22 | Pedro de la Rosa | HRT-Cosworth | 1:28.235 | 4.836 | 26 |
| 24 | 23 | Narain Karthikeyan | HRT-Cosworth | No time | 2 |