2011年F1第15戦日本GPのフリー走行2回目は、マクラーレンのジェンソン・バトンが1回目に引き続きトップタイムをマーク。小林可夢偉（ザウバー）は16番手で初日を終えた。
午後2時から行われた2回目のフリー走行も、1回目に続き絶好のドライコンディションでスタート。気温は23度、路面温度は37度を記録した。
セッションでは、各車とも序盤から積極的に周回を重ね、開始20分過ぎには早くも全車のタイムが出揃う。だが、そのなかでHRTのビタントニオ・リウッツィはスプーン立ち上がりでストップし、セッション折り返しの45分過ぎにはベテランのルーベンス・バリチェロがデグナーのアプローチで一瞬タイヤをダートに落とすと、そのままバランスを崩してタイヤバリアにクラッシュする。
ウイリアムズはその後もパストール・マルドナドが1回目同様にスローダウンを喫し、2台ともがチェッカーを迎えることなく初日の走行を終えてしまった。
一方、上位を争うレッドブル、マクラーレン、フェラーリ勢はセッションを通して順調に周回を重ね、ミディアムタイヤで速さを見せたフェラーリ勢に、後半のソフトタイヤ投入でトップタイムを奪ったマクラーレンのバトンなど、レッドブルを加えた3強が上位を形成する。フリー走行1回目の終了間際にクラッシュを喫したセバスチャン・ベッテルも3番手タイムをマークすると、その後は他のライバルと同様に予選・決勝を見据えたセットアップ作業やロングランを繰り返した。
結局、セッションのトップは、開始60分過ぎに1分31秒901をマークしたバトンのものとなり、初日はマクラーレンがリードするかたちで終了。2番手にフェラーリのフェルナンド・アロンソ、3番手ベッテルで、4番手以下にマーク・ウエーバー、フェリペ・マッサらが続いた。マクラーレンのもう一台、ルイス・ハミルトンはメルセデス2台の後ろ8番手でこの日の走行を終了。また、トップ10進出を争う中団グループでは最多の36周を走りきったロータス・ルノーGPのビタリー・ペトロフが9番手につけ、それにトロロッソ2台が続くかたちとなった。
ザウバーの可夢偉は、ソフトタイヤのアタック中に130Rであわやクラッシュというスピンを喫したが、イン側のダートで運良くバランスを取り戻し、無傷で切り抜ける一幕も。その影響からか最後はミディアムタイヤに戻して周回を終え、結果1分36秒台のタイムで16番手に沈んでいる。
