F1第14戦イタリアGPのフリー走行2回目が行われ、レッドブルのセバスチャン・ベッテルがトップタイムをマークした。ザウバーの小林可夢偉は17番手、HRTの山本左近は23番手となった。

　快晴が続くモンツァは午後に入ると気温が一気に上昇し、路面温度は37度にまで上がった。引き続きドライコンディションのなかでセッションが始まると、各車は次々とコースに向かいそのままタイム計測へと入っていった。

　スタートから多くのマシンがタイムを刻んでいくなか、開始10分過ぎにマクラーレンのジェンソン・バトンが早くもトップに浮上し、タイムも1回目に自身が記録した最速タイムを上回ってくる。序盤、積極的に周回を重ねるマクラーレンはその後もさらにスピードを増し、ストレートスピードのアップに効果があると言われるF-ダクトをマシンから外したルイス・ハミルトンが周回毎にタイムを上げ、30分が経過した7周目のラップでバトンを逆転、タイムを1分23秒154にまで縮める。

　相変わらずマクラーレンの優位が続くなか、対するライバル勢はフェラーリのフェルナンド・アロンソが3番手につけるも、トップのマクラーレンからはこの時点でコンマ7秒のギャップがあり、アロンソの後ろに続くレッドブルのベッテル、ルノーのロバート・クビカらも僅差で並ぶ状況となっている。

　セッション折り返しとなる45分過ぎからはトップチームがソフトコンパウンドのオプションタイヤを投入してくる。ここでも注目は、ダウンフォースレベルを変えて走行するマクラーレン勢に集まったが、ハミルトンは走行の途中でフロントウイングの翼端板を損傷してしまい、タイム更新を目前にピットへ帰還。バトンも数周の走行に留まり、それ以降はガレージでしばらく戦況を見守ることとなった。

　しかしセッションが終盤に差しかかると、今度はライバル勢が一気にタイムを伸ばしてくる。まずはフェラーリのフェリペ・マッサが3番手にポジションを上げ、残り26分のところでマクラーレンからようやくトップタイムを奪う。
　マッサはさらにタイムを縮め、20周目のセクター1、2をベストで駆け抜け自身のトップタイムをさらに更新するかに思われたが、最終コーナーのパラボリカであわやクラッシュかと思わせるコースオフを喫してしまう。だがマシンはグラベルで運良くコース側に姿勢を立て直し、難を逃れたマッサはすぐにピットへと駆け込んだ。

　その後セッションは、マッサと入れ替わりでトップに立ったフェルナンド・アロンソを直後に上回ったベッテルがタイムシートの最上位につける。結局セッションは最後までベッテルのタイム、1分22秒839がトップのまま変わらず、アロンソ、マッサのフェラーリ勢も2、3番手を確保した。

　中盤までセッションをリードしていたマクラーレン勢はそれでもトップからコンマ3秒差の4、5番手をキープ。一方、レッドブルのマーク・ウエーバーは残り20分を切ったところでスローダウンを喫し、そのままマシンをコース脇に止めてこの日の走行を終えることになった。

　ザウバーの可夢偉はトップから1秒9遅れの17番手タイム。HRTの山本左近はわずか5周に留まり、チームメイトのブルーノ・セナに至ってはセッション中に何度もマシンを止めるなど、タイムを計測することなくセッションを終えている。