2011年F1第3戦中国GPが4月15日(金)、上海インターナショナル・サーキット(1周/5.451km)で開幕し、現地時間14時(日本時間15時)から90分間、フリー走行2回目が行われ、セバスチャン・ベッテル(レッドブル)がトップになった。
セッション開始時の天候は曇り、気温26℃、路面温度は34℃。1回目のフリー走行同様に、サーキット全体がかすみがかったような状態でセッションが始まると各車が一斉に走行を開始。各車ともタイムを更新しながら周回を重ね、序盤はめまぐるしく順位が入れ替わっていた。
開始約20分、早くもパストール・マルドナード(ウィリアムズ)がソフト側のタイヤを装着してコースイン。自身のタイムを更新したものの、ニコ・ロズベルグ(メルセデスGP)が記録しているトップタイムには届かず、3番手となった。
開始約30分、多くのドライバーが10周前後の周回を重ねている。この段階でのトップはロズベルグ。2番手ジェンソン・バトン(マクラーレン)、3番手はマルドナード。しかし、フェリペ・マッサ(フェラーリ)がトップタイムを更新。タイヤはソフト側を装着していた。
また、ポール・ディ・レスタ(フォース・インディア)はまだ一度もコースインしていないが、レーシングスーツを着ておらず、クルマからはエンジンなども外されて大掛かりな作業が行われているため、すぐにコースインすることはなさそうだ。ビタントニオ・リウッツィ(ヒスパニア・レーシング)もまだ走行していない。
開始約40分、ソフト側のタイヤを装着したロズベルグがトップタイムを更新。今週末初めて1分37秒台のタイムが記録された。開始約45分、ニック・ハイドフェルド(ロータス・ルノーGP)が1コーナーでクラッシュ。ハイドフェルドは、1コーナーの途中でリアが滑るような状態になってタイヤバリアに突っ込んでしまった。
しかし、ハイドフェルドはバックギアを使ってコースへ復帰することに成功。スロー走行でガレージへ戻ろうとしたものの、途中でコース外へ出てエンジンを切った。その後、ハイドフェルドは自らクルマを押しながらガレージを目指し、途中からはロータス・ルノーGPのスタッフも加わってガレージまでクルマを押し戻した。
アロンソのクルマでもメカニックが大掛かりな作業を行っており、すぐにはコースインできる状態ではない。この段階でアロンソは11周を周回している。
残り約35分、小林可夢偉(ザウバー)がソフト側のタイヤを装着し、セクター1とセクター2で自己ベストを記録しながら走行。しかし、最終コーナーでコースオフしてしまった。それでも可夢偉は5番手に浮上している。
残り約30分、セバスチャン・ベッテル(レッドブル)とマクラーレンの2台が同時にソフト側のタイヤでコースへ。まずはベッテルがタイムを更新して3番手に。しかし、その後ルイス・ハミルトン(マクラーレン)がトップタイムを記録、バトンはハミルトンとほぼ同タイムを記録して2番手につけた。
しかし、その直後にベッテルがトップタイムを更新。バトンも速いタイムで走っていたものの、最終セクターでハイメ・アルグエルスアリ(トロ・ロッソ)に前をふさがれる形になってしまい、タイムを更新できなかった。また、クルマを修復したハイドフェルドがソフト側タイヤでコースインしている。
セッション終盤には、各車ともロングランを行っており、タイム更新や順位変動は少なかった。そして、残り10分をきった段階でアロンソがソフト側のタイヤを装着してコースイン。アロンソはそのままロングランを行い、上位タイムを記録することはなかった。結局アロンソは、14番手で初日を終えることとなった。
その一方、誰もベッテルが記録したトップタイムを更新することはなく、1回目のセッションに続いてベッテルがトップになった。なお、ディ・レスタは、このセッションで一度もコースインせず、タイムを記録していない。