El piloto británico Lewis Hamilton (Mercedes), vigente campeón del mundo de Fórmula Uno, dominó la segunda sesión de entrenamientos libres del Gran Premio de Australia, como hizo en la primera, mientras el español Fernando Alonso (McLaren-Renault) repitió el octavo lugar de la anterior. Hamilton, con un mejor registro de 1:23.931, mejoró en apenas dos décimas su tiempo más veloz de la primera sesión pero le resultó suficiente para dominar la tabla de registros, en la que le sucedió el holandés Max Verstappen (Red Bull) a 1,5 décimas de segundo, seguido por el finlandés Valtteri Bottas (Williams).
Los Ferrari del finlandés Kimi Raikkonen y Sebastian Vettel completaron los cinco mejores cronos, con el español Fernando Alonso repitiendo el octavo lugar de la sesión anterior, aunque esta vez sin los problemas mecánicos que le acompañaron en la primera, y su compatriota Carlos Sainz (Renault) fue undécimo. Todo esto en una sesión sin incidentes, con tiempo soleado y 29 grados centígrados de temperatura, 42 sobre el asfalto del trazado semiurbano del circuito de Albert Park, en Melbourne.
El primero en establecer tiempos en esta segunda sesión fue el alemán Sebastian Vettel (Ferrari), deseoso de enmendar su actuación de la primera sesión, en la que su mejor registro se quedó a prácticamente un segundo del de Hamilton, seguido por su compañero finlandés Kimi Raikkonen y el holandés de Red Bull,Max Verstappen. Ya con Hamilton y Bottas al frente de la tabla, y un mejor registro del británico aún lejos del mejor de la mañana (1:24.569), los pilotos comenzaron a explorar los límites de la pista, lo que provocó que se vieran varias salidas del trazado (Bottas, Alonso) ambas sin consecuencia.
Pasada la primera hora, la mayoría de los pilotos regresaron a los talleres para colocar el neumático ultrablando, el más rápido de los disponibles, que Hamilton rentabilizó para batir por primera vez el récord de la mañana (1:23.931), aunque dio la sensación de degradarse muy rápidamente, no dando opción siquiera a una vuelta rápida más. Superado el ecuador de la sesión, una bandera roja en pista obligó a los pilotos a regresar a los talleres, aunque no por un problema de un monoplaza, sino por un cable que quedó al descubierto en la zona de la línea de meta.
Tras solventarse el problema, los tiempos en pista se quedaron congelados, dando paso a las tandas largas de rodaje para preparar la carrera y sin mayores incidentes en esta segunda sesión de ensayos para los pilotos y monoplazas de la nueva temporada de la Fórmula Uno.