La sesión empezaba con condiciones similares a los primeros libres, cielo cubierto y temperatura fresca pero en pista más alta. Los pilotos saltaban a pista desde el principio, con un inicio más tranquilo que esta mañana. Los primeros cronos empezarían pronto, y en seguida los Mercedes se colocaban al frente. No obstante, Sebastian Vettel y Nico Hulkenberg superarían a Nico Rosberg en la clasificación, ya que el alemán no había marcado una buena vuelta.
El agarre del circuito fue mucho más alto que en la primera tanda, por ello vimos menos salidas de pista y problemas en los pilotos. No obstante, algunos no se acabaron de librar y Romain Grosjean protagonizó una salida de pista al principio al saltarse la chicana de Ascari, y en ese mismo sitio más tarde Max Verstappen acabaría en la grava tras un trompo. Sorprendentemente, el piloto holandés mostraba una gran habilidad para salir de la escapatoria sin quedarse enganchado, algo que por la mañana Carlos Sainz no pudo lograr, al trompear lateralmente.
Alrededor de la falta de una hora llegaban los neumáticos blandos, con algunos pilotos montando el compuesto amarillo de Pirelli. Vettel se ponía primero y Hulkenberg tercero, pero ambos se verían superado por los todopoderosos Mercedes más adelante. Hamilton 21 milésimas delante de Rosberg, y ambos dejando a ocho décimas de segundo al resto. Sergio Pérez acabaría relegando a su compañero al quinto lugar, pero ambos Force India mostrando un gran potencial al terminar delante del Ferrari de Kimi Räikkönen.
Los Lotus también se han mostrado fuertes, como los Williams, todos ellos con un motor Mercedes que va muy fuerte en Monza, gracias a las altas velocidades punta que se alcanzan. La lucha entre Ferrari y los clientes de Mercedes va a estar muy apretada mañana y, como han mostrado las simulaciones de tanda larga, también para la carrera con un ritmo muy similar entre todos ellos, lo que de bien seguro garantizará un buen espectáculo en la pista italiana.
Los equipos Renault quedan un poco apartados del protagonismo, con Red Bull muy discreto viéndose perjudicado por el déficit de potencia del motor V6 de la marca francesa. Además, Kvtat quedó último sin probar vuelta rápida, mientras que Daniel Ricciardo tuvo que perderse gran parte de la sesión por problemas mecánicos. Situación similar en Toro Rosso, con Sainz y Verstappen no muy acertados y con algunos problemas en el coche. Les costará alcanzar el ritmo este fin de semana. Por otro lado, en McLaren problemas y más problemas, esta vez en el coche de Button, que sufrió fugas de agua en su monoplaza. Muy lejos de la zona media y con los Manor bastante cerca, con Roberto Merhi detrás de Will Stevens en esta sesión.
Mañana a las 11:00h (hora local) se celebrarán los terceros libres para encarar la definitiva clasificación a las 14:00h de la tarde.