Om 13.10 uur gingen de lichten in Catalunya op groen en startte de tweede vrije training van de Moto3 Gran Premi Monster Energy de Catalunya onder aanzienlijk betere omstandigheden dan de ochtendsessie. Aan het begin van de sessie waren het Joan Mir, Romano Fenati en Aron Canet die meteen snel waren en rondetijden laag in de ’55 op de klok wisten te zetten. Na een rustig begin van de sessie wist Bo Bendsneyder zich met nog tien minuten te gaan goed te verbeteren en voor het eerst in de sessie de top tien binnen te komen. Op dat moment was het Enea Bastianini die de lijst aanvoerde terwijl de Belg Livio Loi kort daarachter op de derde plaats was te vinden. In de laatste vijf minuten gingen alle rijders nogmaals de baan op voor een laatste run en uiteindelijk was het Aron Canet die de training als snelste wist af te sluiten met een 1.54.257, gevolgd door Romano Fenati, Joan Mir, Niccolo Bulega, Andrea Migno, Jorge Martin, Enea Bastianini, Tatsuki Suzuki, Bo Bendsneyder en Marco Bezzecchi. De gehele top tien eindigde binnen een seconde van elkaar.
Tijden FP2:
| POS | Rider | TEAM | Fastest lap |
| 1 | Aron CANET | Estrella Galicia 0,0 | 1’54.257 |
| 2 | Romano FENATI | Marinelli Rivacold Snipers | 1’54.544 |
| 3 | Joan MIR | Leopard Racing | 1’54.608 |
| 4 | Nicolo BULEGA | SKY Racing Team VR46 | 1’54.684 |
| 5 | Andrea MIGNO | SKY Racing Team VR46 | 1’54.890 |
| 6 | Jorge MARTIN | Del Conca Gresini Moto3 | 1’54.950 |
| 7 | Enea BASTIANINI | Estrella Galicia 0,0 | 1’54.973 |
| 8 | Tatsuki SUZUKI | SIC58 Squadra Corse | 1’54.987 |
| 9 | Bo BENDSNEYDER | Red Bull KTM Ajo | 1’55.028 |
| 10 | Marco BEZZECCHI | CIP | 1’55.070 |
| 11 | Niccolò ANTONELLI | Red Bull KTM Ajo | 1’55.080 |
| 12 | Philipp OETTL | Südmetall Schedl GP Racing | 1’55.307 |
| 13 | Livio LOI | Leopard Racing | 1’55.321 |
| 14 | Fabio DI GIANNANTONIO | Del Conca Gresini Moto3 | 1’55.358 |
| 15 | Gabriel RODRIGO | RBA BOE Racing Team | 1’55.493 |
| 16 | Ayumu SASAKI | SIC Racing Team | 1’55.500 |
| 17 | Lorenzo DALLA PORTA | Aspar Mahindra Moto3 | 1’55.590 |
| 18 | Darryn BINDER | Platinum Bay Real Estate | 1’55.723 |
| 19 | John MCPHEE | British Talent Team | 1’55.785 |
| 20 | Marcos RAMIREZ | Platinum Bay Real Estate | 1’55.913 |
| 21 | Tony ARBOLINO | SIC58 Squadra Corse | 1’55.973 |
| 22 | Jakub KORNFEIL | Peugeot MC Saxoprint | 1’55.982 |
| 23 | Juanfran GUEVARA | RBA BOE Racing Team | 1’56.005 |
| 24 | Nakarin ATIRATPHUVAPAT | Honda Team Asia | 1’56.093 |
| 25 | Jules DANILO | Marinelli Rivacold Snipers | 1’56.214 |
| 26 | Adam NORRODIN | SIC Racing Team | 1’56.388 |
| 27 | Kaito TOBA | Honda Team Asia | 1’56.395 |
| 28 | Manuel PAGLIANI | CIP | 1’56.656 |
| 29 | Maria HERRERA | AGR Team | 1’57.068 |
| 30 | Patrik PULKKINEN | Peugeot MC Saxoprint | 1’57.116 |
| 31 | Vicente PEREZ | Reale Avintia Academy | 1’57.312 |
| 32 | Aleix VIU | 42 Motorsport | 1’58.091 |
Bron: motogp.com, racesport.nl, ajo.fi
