La pluie a été beaucoup plus forte en après-midi en Belgique que lors de la première séance et c’est ce qui explique le classement ci-dessous. Seuls 10 pilotes ont fait un tour chronométré et c’est Charles Pic (Marussia) qui a fait le tour le plus rapide. Daniel Ricciardo (Toro Rosso) a obtenu le 2e temps, devant Fernando Alonso (Ferrari). Les temps de l’après-midi ont été près de 40 secondes plus lents qu’en avant-midi et ces temps sont à une minute du temps réalisé en 2011 (1:48.298). Nico Rosberg (Mercedes), Michael Schumacher (Mercedes), Lewis Hamilton (McLaren), Jenson Button (McLaren), Sebastian Vettel (Red Bull), Mark Webber (Red Bull), Kimi Räikkönen (Lotus) et Romain Grosjean (Lotus) n’ont tous fait aucun tour chronométré.
| 1 | 25 | Charles Pic | Marussia-Cosworth | 2:49.354 | 4 | |
| 2 | 16 | Daniel Ricciardo | STR-Ferrari | 2:49.750 | 0.396 | 3 |
| 3 | 5 | Fernando Alonso | Ferrari | 2:50.497 | 1.143 | 3 |
| 4 | 11 | Paul di Resta | Force India-Mercedes | 2:51.333 | 1.979 | 3 |
| 5 | 18 | Pastor Maldonado | Williams-Renault | 2:51.660 | 2.306 | 4 |
| 6 | 24 | Timo Glock | Marussia-Cosworth | 2:52.076 | 2.722 | 4 |
| 7 | 14 | Kamui Kobayashi | Sauber-Ferrari | 2:53.232 | 3.878 | 4 |
| 8 | 17 | Jean-Eric Vergne | STR-Ferrari | 2:58.232 | 8.878 | 3 |
| 9 | 12 | Nico Hulkenberg | Force India-Mercedes | 2:59.125 | 9.771 | 5 |
| 10 | 15 | Sergio Perez | Sauber-Ferrari | 3:12.901 | 23.547 | 4 |
| 11 | 8 | Nico Rosberg | Mercedes | No time | 3 | |
| 12 | 7 | Michael Schumacher | Mercedes | No time | 4 | |
| 13 | 20 | Heikki Kovalainen | Caterham-Renault | No time | 1 | |
| 14 | 4 | Lewis Hamilton | McLaren-Mercedes | No time | 2 | |
| 15 | 1 | Sebastian Vettel | Red Bull Racing-Renault | No time | 3 | |
| 16 | 3 | Jenson Button | McLaren-Mercedes | No time | 2 | |
| 17 | 6 | Felipe Massa | Ferrari | No time | 2 | |
| 18 | 19 | Bruno Senna | Williams-Renault | No time | 3 | |
| 19 | 2 | Mark Webber | Red Bull Racing-Renault | No time | 0 | |
| 20 | 9 | Kimi Räikkönen | Lotus-Renault | No time | 0 | |
| 21 | 10 | Romain Grosjean | Lotus-Renault | No time | 0 | |
| 22 | 21 | Vitaly Petrov | Caterham-Renault | No time | 0 | |
| 23 | 22 | Pedro de la Rosa | HRT-Cosworth | No time | 0 | |
| 24 | 23 | Narain Karthikeyan | HRT-Cosworth | No time | 0 |