F1第13戦イタリアGPのフリー走行2回目はフォース・インディアのエイドリアン・スーティルがトップタイムをマークした。2番手にはルノーの新鋭ロメイン・グロージャン、3番手にはチームメイトのフェルナンド・アロンソとなった。トヨタはティモ・グロックが6番手、ヤルノ・トゥルーリは13番手。ウイリアムズの中嶋一貴は9番手で初日の走行を終えている。

　朝のセッションに続き晴れ間の広がった午後のモンツァ。2回目の走行は午後2時にスタートを切った。気温は27度に上昇、それに伴って路面温度は37度まで上がっている。
　セッションは1回目とは打って変わって開始早々から各車タイム計測をスタートさせ、開始15分時点でスーティルを除く19台がタイムを記録。ヘイキ・コバライネン（マクラーレン）が1分25秒台のタイムでトップにつけ、ルーベンス・バリチェロとジェンソン・バトンのブラウン勢が続いた。ここで4番手に入れてきたセバスチャン・ベッテル（レッドブル）はシーズン残り5戦にして年間使用のエンジンが上限の8基に迫っているため午前中のセッションを全車のなかで極端に少ない8周で終えている。

　中盤を前にBMWのニック・ハイドフェルドが1分24秒台に入れてトップに浮上、セッションをしばらくリードする。その後チームメイトのロバート・クビカがそのタイムを塗り替えたが、直後にそれまで2番手につけていたスーティルがソフトタイヤに履き替えてBMWの2台を上回るタイムをマーク、1分24秒314というタイムで終盤にかけセッションをリードすることとなった。

　16番手のフェルナンド・アロンソ（ルノー）までが1秒以内という接近戦のなか迎えた残り10分。最後のアタックでは、ルノーの新人グロージャンが一時トップタイムを奪う意外な展開となるが、スーティルも負けじとタイムを更新し、このセッション唯一となる1分23秒台に入れてヨーロッパGP以来となる今季2回目のトップタイムでセッションを終える。3番手はアロンソ、4番手には41周を走ったマクラーレンのコバライネンがつけた。
　一方、選手権リーダーのジェンソン・バトン（ブラウンGP）は19番手に終わり、チームメイトでランキング2位のルーベンス・バリチェロも16番手。レッドブル2台もともに周回を抑えたかたちとなりベッテルが18番手、マーク・ウエーバーは14番手と、タイトルを争う上位2チームの4台が後方に沈む結果となっている。