Il secondo turno di prove libere è interessato da una leggera pioggia, che si intensifica poi nei corso del turno costringendo i piloti a lavorare in condizioni diverse rispetto alla prima sessione. Anche nelle FP2 davanti a tutti c'è sempre una Mercedes, ma questa volta si tratta di quella di Nico Rosberg, che ha preceduto il compagno di squadra Lewis Hamilton e le Ferrari di Sebastian Vettel e Kimi Raikkonen.

Al semaforo verde le prime vetture a lasciare i box sono le Manor e le Sauber, seguiti poi da tutte le altre vetture, tutti con gomme medie. Dopo pochi minuti il crono più rapido è di Sainz, ma i tempi si abbassano di continuo, quindi la classifica cambia spesso. Compaiono in pista anche le Mercedes e prendono subito il comando, con Rosberg a precedere Hamilton. Dopo mezz'ora si verificano problemi di potenza alla power unit di Alonso, con il motore in fumo ed il pilota costretto a parcheggiare la vettura a bordo pista: questa situazione provoca la bandiera rossa per consentire ai commissari di rimuovere la monoposto. Una decina di minuti dopo il turno riparte con gomme a banda gialla per effettuare una simulazione di qualifica. I tempi si abbassano ancora: Hamilton e Rosberg si scambiano la prima posizione, così come le due Ferrari che si contendono la terza e la quarta posizione.

Dalla McLaren intanto arriva la conferma del problema al motore endotermico per Alonso, con la scuderia costretta quindi a montare sulla monoposto un motore già utilizzato in Messico. A un'ora dall'inizio Rosberg sembra lamentare qualche problema al cambio, che finisce in folle: il tedesco è costretto a resettare il sistema e fortunatamente riesce a continuare la sessione. Iniziano intanto le simulazioni di gara, con Ferrari, Williams e Red Bull che provano strategie differenziate: Vettel, Massa e Kvyat montano gomme soft, mentre Raikkonen, Bottas e Ricciardo utilizzano la mescola media. Anche in questo caso le Mercedes mostrano il miglior passo gara, con le Rosse non troppo lontane, mentre Williams e Red Bull accusano un distacco maggiore. Ad una decina di minuti dalla fine la pioggia inizia a cadere copiosa sul circuito di Interlagos, di fatto congelando la classifica.

Si confermano in ottima forma sia Nico Rosberg che Lewis Hamilton, che si accaparrano le prime due posizioni anche in questo turno, ma a seguire ci sono entrambe le Ferrari, con Sebastian Vettel a precedere il compagno di squadra Kimi Raikkonen.

La classifica:

1

06

Nico Rosberg

Mercedes

1'12"385

42

2

44

Lewis Hamilton

Mercedes

+00"458

1'12"843

39

3

05

Sebastian Vettel

Ferrari

+00"960

1'13"345

41

4

07

Kimi Raikkonen

Ferrari

+01"115

1'13"500

43

5

03

Daniel Ricciardo

Red Bull

+01"200

1'13"585

38

6

77

Valtteri Bottas

Williams

+01"218

1'13"603

37

7

08

Romain Grosjean

Lotus

+01"249

1'13"634

45

8

27

Nico Hulkenberg

Force India

+01"325

1'13"710

43

9

26

Daniil Kvyat

Red Bull

+01"463

1'13"848

40

10

19

Felipe Massa

Williams

+01"485

1'13"870

42

11

11

Sergio Pérez

Force India

+01"671

1'14"056

34

12

13

Pastor Maldonado

Lotus

+01"739

1'14"124

42

13

18

Felipe Nasr

Sauber

+01"749

1'14"134

44

14

33

Max Verstappen

Toro Rosso

+01"841

1'14"226

35

15

55

Carlos Sainz

Toro Rosso

+01"941

1'14"326

45

16

22

Jenson Button

McLaren

+02"259

1'14"644

37

17

09

Marcus Ericsson

Sauber

+02"387

1'14"772

38

18

14

Fernando Alonso

McLaren

+02"744

1'15"129

10

19

28

Will Stevens

Manor

+04"116

1'16"501

35

20

53

Alexander Rossi

Manor

+04"402

1'16"787

35