Charles Leclerc war der herausragende Fahrer in der zweiten freien Trainingssitzung des australischen Formel-1-Grand Prix, bei der mehrere Fahrer Schwierigkeiten abseits der Strecke hatten. Leclerc, der für Ferrari fährt, war beeindruckend und war 0,381 Sekunden schneller als der Meisterschaftsführer Max Verstappen in Bezug auf das Einzelrunden-Tempo. Die Top 10 waren eng umkämpft, wobei weniger als eine halbe Sekunde Leclerc von den hinter ihm fahrenden Autos trennte.
Leclercs beste Zeit von 1m17.211s wurde mit einer starken Leistung im letzten Sektor erzielt. Seine vorherige Bestzeit von 1m17.423s, die immer noch für den ersten Platz ausgereicht hätte, beinhaltete die schnellsten Zeiten in den anderen beiden Sektoren. Verstappen, der die ersten 20 Minuten der Sitzung aufgrund eines Bodenwechsels an seinem RB20 verpasste, nachdem er in den Kurven 9/10 von der Strecke abgekommen war, stellte seine beste Zeit später in der Sitzung auf.
Einer der vielversprechendsten Aspekte für Leclerc und Ferrari war ihre Leistung auf Medium-Reifen während der Langstreckensimulationen. Die ersten fünf Runden auf Medium-Reifen zeigten ein konstantes Tempo von Leclerc, mit Zeiten zwischen 1m22.832s und 1m23.047s. Auch andere Fahrer zeigten ihre Leistung auf Medium-Reifen, darunter Sainz, Piastri, Verstappen, Perez, Russell und Stroll.
Trotz Verstappens späterem Start und begrenzten Langstreckensimulationen schien Leclercs Vorteil im Einzelrunden-Tempo zu bestehen, als Rennkraft gegen Ende der Sitzung hinzugefügt wurde. Leclerc hatte einen klaren Vorteil gegenüber seinem Teamkollegen Sainz, der nach seiner Abwesenheit beim Großen Preis von Saudi-Arabien aufgrund von Blinddarmentzündung zurück ins Ferrari-Cockpit kehrte. Sainz war nur eine halbe Zehntelsekunde langsamer als Verstappens Zeit.
Laut FP2-Befehl sicherten sich die Aston Martins von Lance Stroll und Fernando Alonso die vierten und fünften Plätze. Stroll hatte einige Vorfälle in der vorletzten langsamen Kurve, während Alonso einen Moment beim Verlassen von Kurve 6 hatte. George Russell zeigte eine gute Leistung für Mercedes und beendete das Rennen auf dem sechsten Platz, während sein Teamkollege Lewis Hamilton Schwierigkeiten hatte und auf dem 18. Platz landete, 1,5 Sekunden hinter dem Tempo. Hamiltons Sitzung wurde auch durch einen Vorfall in Kurve 10 beeinträchtigt, aufgrund einer Setup-Änderung, die nicht wie beabsichtigt funktionierte.
Die McLarens von Oscar Piastri und Lando Norris, zusammen mit Sergio Perez im zweiten Red Bull, komplettierten die Top Acht. Yuki Tsunoda schloss die Top 10 für RB ab. Williams hatte nur 19 Fahrzeuge im Einsatz, da sie damit beschäftigt waren, Alex Albons Auto nach seinem Unfall im ersten Training zu reparieren. Sie hatten kein Ersatzchassis in Melbourne zur Verfügung.