Jenson Button y Sebastian Vettel, los otros aspirantes al título de pilotos, se clasificaron en quinta y séptima posición, respectivamente. Robert Kubica y Felipe Massa -cuarto y sexto, respectivamente- podrían convertirse involuntariamente en jueces en el Gran Premio de Corea por lo visto en esta sesión, ya que se situaron entre los cinco candidatos al Mundial de pilotos.
Al contrario que sucedió en la primera sesión, la segunda arrancó con una actividad frenética en pista, sin apenas lapso de tiempo entre las vueltas de instalación y las primeras destinadas a registrar tiempos.
Jaime Alguersuari fue el primero en fijar el crono, aunque rápidamente, y de manera holgada, Hamilton bajó su tiempo liderando la clasificación hasta la irrupción de Fernando Alonso marcando el mejor tiempo del fin de semana hasta entonces con un 1:40,167. Sin embargo, ese tiempo fue nuevamente superado por Hamilton tras cambiar su alerón delantero en un breve paso por boxes, mejorando el tiempo de Alonso en 19 milésimas. Tras ellos, y en el mismo segundo, se situaron Mark Webber y Nico Rosberg.El primer tercio de la tanda terminó abruptamente cuando Sakon Yamamoto perdió el control de su Hispania en el tercer sector y golpeó ligeramente su alerón delantero contra los cercanos muros. Como consecuencia del incidente se caló el motor y se quedó parado en medio de la pista, provocando la primera bandera roja del Gran Premio de Corea, la cual estuvo desplegada menos de 10 minutos.
La superficie de la pista iba ganando cada vez más adherencia según transcurrían los minutos, más si cabe con la intensidad de tráfico que hubo en todo momento. Tanto fue así, que algunos pilotos como Jenson Button tuvieron ciertos problemas para poder completar una vuelta limpia. En cuanto tuvo oportunidad mejoró el tiempo de su compañero en una décima y el de Michael Schumacher, que lo mejoró previamente, en sólo tres milésimas.
Los Red Bull, que hasta entonces habían dado pocas vueltas al circuito de Yeongam, consiguieron por medio de Sebastian Vettel bajar por primera vez hasta 1:39,204, ocho décimas mejor que sus rivales, eso sí, con neumáticos blandos. Minutos depués, Mark Webber emularía a su compañero y también rodaría en 1:39. Mientras tanto, Jenson Button seguía en boxes esperando a que sus mecánicos solventaran algunos problemas en la parte trasera de su monoplaza, lo que ocasionó algún momento de tensión entre los reporteros gráficos y los mecánicos.
En la última media hora de la sesión se siguieron mejorando los tiempos, sobre todo de la mano de Hamilton —gracias a sus sucesivos récords en el primer parcial— y Webber —con sus respectivos récords en los tramos 2 y 3—, que llegaban a bajar a 1:38 altos. Después llegó la alternativa de Alonso que se volvió a poner primero rozando el 1:37, acompañada de la sorpresa de los Renault en el primer sector, que. a pesar de su falta de potencia en comparación a los monoplazas impulsados por Mercedes, conseguía sacar el máximo provecho a su conducto F.
En los últimos minutos, Ferrari sacó a sus dos pilotos a pista para realizar una última tanda con neumáticos blandos y distintas cargas de combustible, con el fin de comprobar el rendimiento y el tiempo de degradación del compuesto más blando. El piloto de Williams, Nico Hülkenberg, informó previamente por radio que estaba sufriendo una gran degradación en sus neumáticos blandos.
Hubo numerosas salidas de pista sin consecuencia durante toda la sesión, fundamentalmente en las curvas de ángulo de 90º y en las situaciones en las que, al intentar adelantar a un coche, los pilotos en vuelta lanzada perdían ligeramente el control al salirse de la trazada.
Por su parte, Bruno Senna, sólo pudo completar 3 vueltas debido al accidente que tuvo en la primera sesión y en la que rompió el eje trasero. Finalmente los mecánicos consiguieron ponerle en pista, al igual que su compañero Yamamoto tras la bandera roja provocada.
Corea 2010