El piloto alemán de Mercedes Nico Rosberg fue el más rápido en los segundos entrenamientos libres del Gran Premio de Bahrein, con un tiempo de 1.34:647 en 31 vueltas, con su compañero británico Lewis Hamilton segundo y seguidos por los Ferrari del finlandés Kimi Raikkonen y el alemán Sebastian Vettel.
Completaron los diez mejores tiempos de la sesión el finlandés Valtteri Bottas (Williams), el australiano Daniel Ricciardo (Red Bull), el venezolano Pastor Maldonado (Lotus), el brasileño Felipe Nasr (Sauber), el ruso Daniil Kvyat (Red Bull) y el brasileño Felipe Massa (Williams).
El español Fernando Alonso (McLaren) marcó el duodécimo mejor tiempo de esta segunda sesión, con un registro de 1:36.191 en 22 vueltas realizadas al circuito de Sakhir, en el que tuvo más fortuna que su compañero Button en cuanto a su monoplaza, ya que no sufrió las dificultades técnicas del bólido de su compañero inglés.
Carlos Sainz (Toro Rosso), que había sido cuarto en la primera tanda, obtuvo en esta el decimocuarto lugar, con un parcial de 1:36.471 en 32 vueltas, mientras que Roberto Merhi ocupó la última posición, con un mejor crono de 1:40.592 en 26 giros.
La tanda, disputada de noche, tuvo unas condiciones ambientales mucho más parecidas a las que se esperan en carrera, con una temperatura de 30 grados centígrados en ambiente, 36 en pista.
Los coches de la escudería Mercedes volvieron a sorprender en el arranque de los segundos entrenamientos, ya que si en la primera sesión no completaron más que una veintena de vueltas, en la segunda esperaron a pasados 15 minutos para ponerse en marcha. Eso sí, cuando lo hicieron se situaron en los mejores tiempos: Hamilton marcó un mejor tiempo de 1:36.795, y Rosberg fue apenas tres décimas más lento.
Quien volvía a sufrir -como ya lo hizo en la primera tanda- era el británico Jenson Button, que volvía a tener otro problema técnico en su monoplaza a las primeras de cambio, saliéndose de nuevo de la pista, esta vez en la curva once. Apenas llevaba tres giros cuando tuvo que volver a los talleres, y aunque logró volver a salir, tuvo varias incidencias de su monoplaza que no le permitieron rodar más de 15 vueltas.
Pasados los primeros giros, y ya con el neumático blando, Raikkonen volvió a auparse en la parte alta, aunque de nuevo las flechas plateadas -esta vez Rosberg por delante de Hamilton- volvieron a imponerse, siendo medio segundo más rápidas que los bólidos de la Scuderia. El registro del alemán fue de 1:34.647, que se sería la mejor referencia hasta el final del periodo cronometrado, ya que a partir de entonces todos los equipos realizaron tandas largas con más carga de gasolina para simular las condiciones de la carrera del domingo.
Tanto Ferrari como Mercedes adoptaron la misma estrategia para estas pruebas largas de rodaje, poniendo un coche con neumáticos blandos y otro con los compuestos intermedios, para ver el comportamiento en ambas condiciones. En ellos se pudo ver cómo el ritmo de los Ferrari era mejor entre los dos pilotos que llevaban el neumático más blando -que suele ser el más rápido-, ya que Vettel le sacaba hasta seis décimas a Rosberg, utilizando ambos el mismo compuesto.
A falta de algo más de diez minutos se decretó la bandera roja en pista, por un trozo del alerón delantero derecho de Vettel, que se tocó con el mexicano Sergio Checo Pérez (Force India) debido a un problema de frenada del Ferrari, como reconoció el mismo Vettel en una comunicación por radio con su equipo.
Los comisarios de pista advirtieron después que el incidente entre Vettel y Pérez iba a ser investigado, así como otro en la salida de la calle de garajes en el que estaban involucrados Hamilton y Raikkonen.