Si por la mañana Jenson Button imponia autoridad, en la segunda sesión han sido los Williams los que han demostrado velocidad. Nico Rosberg ha marcado el mejor tiempo de la sesión con 1:21:588 y su compañero Nakajima 1:21:740.
Por detrás han finalizado Alonso y Barrichello. Los cuatro han sido los únicos capaces de bajar del 1:22. Los Ferrari no han demostrado que los cambios introducidos no parecen que les ayuden a mejorar, quizás están guardando una bala en la recámara para mañana y dan la sorpresa. De todos modos hay que decir que los cuatro primeros han conseguido esos tiempos casi sin gasolina y con el compuesto blando.
Tiempos segunda sesión de entrenamientos libres GP España 2009:
| Posicion | Piloto | Escuderia | Tiempo | Dif. | Vueltas |
| 1 | Nico Rosberg | Williams | 1:21.588 | 43 | |
| 2 | Kazuki Nakajima | Williams | 1:21.740 | 0.152 | 40 |
| 3 | Fernando Alonso | Renault | 1:21.781 | 0.193 | 36 |
| 4 | Rubens Barrichello | Brawn | 1:21.843 | 0.255 | 39 |
| 5 | Mark Webber | Red Bull | 1:22.027 | 0.439 | 37 |
| 6 | Jenson Button | Brawn | 1:22.052 | 0.464 | 35 |
| 7 | Sebastian Vettel | Red Bull | 1:22.082 | 0.494 | 45 |
| 8 | Nelsinho Piquet | Renault | 1:22.349 | 0.761 | 26 |
| 9 | Sebastien Buemi | Toro Rosso | 1:22.571 | 0.983 | 17 |
| 10 | Kimi Raikkonen | Ferrari | 1:22.599 | 1.011 | 40 |
| 11 | Sebastien Bourdais | Toro Rosso | 1:22.615 | 1.027 | 30 |
| 12 | Giancarlo Fisichella | Force India | 1:22.670 | 1.082 | 32 |
| 13 | Lewis Hamilton | McLaren | 1:22.809 | 1.221 | 31 |
| 14 | Heikki Kovalainen | McLaren | 1:22.876 | 1.288 | 29 |
| 15 | Felipe Massa | Ferrari | 1:22.878 | 1.290 | 35 |
| 16 | Robert Kubica | BMW Sauber | 1:22.948 | 1.360 | 40 |
| 17 | Nick Heidfeld | BMW Sauber | 1:23.173 | 1.585 | 39 |
| 18 | Timo Glock | Toyota | 1:23.360 | 1.772 | 46 |
| 19 | Jarno Trulli | Toyota | 1:23.623 | 2.035 | 47 |
| 20 | Adrian Sutil | Force India | no time | 0 |
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