V druhém tréninku se týmy pustily do práce o něco rychleji než v tom prvním. Po úvodních kolech se na delší dobu ujal vedení Jenson Button a podržel si až do chvíle, kdy Sebastian Vettel přezul na měkčí směs, čímž si pomohl k nejrychlejšímu času.
Hromadné přezouvání na žluté pneumatiky Pirelli začalo relativně brzy už po první půlhodině. Ke stlačení času o dalších sedm desetin jich v tu chvíli využil Nico Rosberg a chopil se provizorního prvního místa.
Týmy poté znovu střídaly obě směsi a soustředily se na delší jízdy s evidentním cílem vyhodnotit pneumatiky pro závod. Pořadí na předních místech se proto už neměnilo a Rosbergovi první místo zůstalo.
Vítěze posledního závodu pronásledovali na druhém a třetím místě piloti Red Bullu v čele s Markem Webberem. Nejrychlejším jezdcem McLarenu byl čtvrtý Lewis Hamilton, od týmového kolegy Buttona ho oddělil pátý Michael Schumacher.
Do první desítky se zásluhou Alonsa dostalo Ferrari, Španěl byl osmý za Kobajašim ze Sauberu. První desítku uzavřeli Romain Grosjean a Sergio Pérez.
Force India nakonec druhý trénink úplně vynechala kvůli obavám o bezpečnost svých členů. Snažila se tak minimalizovat rizika dalších incidentů mimo okruh. Mohla odcestovat zpět do hotelů už odpoledne a nečekat na večer, kdy je nepokojů v Bahrajnu nejvíce.
GP Bahrajnu - 2. volný trénink
| P. | Jezdec | Tým | Čas | Ztráta | Kola |
| 1 | Nico Rosberg | Mercedes | 1'32.816 | 35 | |
| 2 | Mark Webber | Red Bull-Renault | 1'33.262 | 0.446 | 26 |
| 3 | Sebastian Vettel | Red Bull-Renault | 1'33.525 | 0.709 | 28 |
| 4 | Lewis Hamilton | McLaren-Mercedes | 1'33.747 | 0.931 | 26 |
| 5 | Michael Schumacher | Mercedes | 1'33.862 | 1.046 | 32 |
| 6 | Jenson Button | McLaren-Mercedes | 1'34.246 | 1.430 | 28 |
| 7 | Kamuj Kobajaši | Sauber-Ferrari | 1'34.411 | 1.595 | 34 |
| 8 | Fernando Alonso | Ferrari | 1'34.449 | 1.633 | 31 |
| 9 | Romain Grosjean | Lotus-Renault | 1'34.615 | 1.799 | 32 |
| 10 | Sergio Pérez | Sauber-Ferrari | 1'34.893 | 2.077 | 34 |
| 11 | Daniel Ricciardo | Toro Rosso-Ferrari | 1'34.895 | 2.079 | 29 |
| 12 | Felipe Massa | Ferrari | 1'34.941 | 2.125 | 30 |
| 13 | Kimi Räikkönen | Lotus-Renault | 1'35.183 | 2.367 | 33 |
| 14 | Jean-Eric Vergne | Toro Rosso-Ferrari | 1'35.229 | 2.413 | 26 |
| 15 | Pastor Maldonado | Williams-Renault | 1'35.459 | 2.643 | 38 |
| 16 | Vitalij Petrov | Caterham-Renault | 1'35.913 | 3.097 | 33 |
| 17 | Heikki Kovalainen | Caterham-Renault | 1'35.968 | 3.152 | 35 |
| 18 | Bruno Senna | Williams-Renault | 1'36.169 | 3.353 | 30 |
| 19 | Timo Glock | Marussia-Cosworth | 1'36.587 | 3.771 | 33 |
| 20 | Charles Pic | Marussia-Cosworth | 1'37.803 | 4.987 | 33 |
| 21 | Pedro de la Rosa | HRT-Cosworth | 1'37.812 | 4.996 | 28 |
| 22 | Narajn Kartykejan |
HRT-Cosworth | 1'39.649 | 6.833 | 27 |
