Po raz pierwszy w 2021 roku Lewis Hamilton był najszybszy w sesji treningowej. Układ pierwszej trójki nie był dla nikogo zaskoczeniem, ale z bardzo dobrej strony pokazało się Alpine.
FP2 zostało opóźnione o dziesięć minut ze względów na luźne studzienki. Z podobnych przyczyn rok temu o kilkanaście minut zostały przesunięte kwalifikacje, co pokazuje, że organizatorzy GP Portugalii mają problemy z odpowiednim zabezpieczeniem ich.
Temperatura toru na początku sesji wynosiła aż 39 stopni, więc asfalt znacznie się nagrzał w porównaniu do porannego treningu. Wiatr nie przekraczał metra na sekundę, a same warunki do jazdy były wręcz idealne.
Jako pierwszy na torze pojawił się Esteban Ocon, ale za Francuzem podążyli kolejni kierowcy i po 2 minutach mieliśmy na torze komplet. W przeciągu kilku sekund obaj zawodnicy Haasa zablokowali w tłoku swoje opony i przez chwilę pojawiła się żółta flaga, ale tak szybko jak porządkowi ją pokazali, tak szybko zniknęła.
Około 8 minuty Daniel Ricciardo usłyszał od inżyniera, że zarówno jego bolid jak i ten należący do Lando Norrisa, mają podobne problemy w dwóch ostatnich zakrętach, jednak najprawdopodobniej było to spowodowane tym, że z biegiem sesji wiatr stawał się coraz mocniejszy. Chwilę później kłopoty z hamulcami zgłosił Max Verstappen i po kilku sekundach Holender zawitał do swoich mechaników.
Po pierwszych przejazdach na czele był Valtteri Bottas, a w 0.1 sekundy za nim zmieścili się Carlos Sainz i Lewis Hamilton. Ponownie znacząco z tyłu został Nikita Mazepin, który okupował ostatnie miejsce ze stratą 3.8 sekundy do pierwszego Bottasa i 1.8 sekundy do 19. Micka Schumachera. Gdy minął pierwszy kwadrans, sytuacja na torze chwilowo się uspokoiła i większość zdecydowała się na zjazd do mechaników.
W Red Bullu szybko uporali się z hamulcami w bolidzie Verstappena, który na nieco ponad 40 minut przed końcem FP2 wykręcił najszybszy czas sesji i zbudował sobie 0.1 sekundy przewagi nad Bottasem. Fin nie zamierzał składać broni i zaledwie dwie minuty później wykręcił 1:20.181 i o 0.076 sekundy wyprzedził 23-latka. Natomiast obu panów rozdzielił Lewis Hamilton, który jako pierwszy wykonał szybką próbę na oponach miękkich i znacznie złamał barierę 1:20, bowiem zszedł na poziom 1:19.837.
Wyjazd Hamiltona zaczął serię prób na miękkszym ogumieniu, ale nikt w drugiej serii przejazdów nie zdołał przebić czasu ustanowionego przez Brytyjczyka. Czas 1:20 złamał Verstappen, ale wynik Maxa nie był wystarczający do zdetronizowania Hamiltona, który w tamtym momencie po raz pierwszy w tym roku prowadził w sesji treningowej.
Zaskakująco wysoko na 20 minut przed końcem znajdowali się zawodnicy Alpine. Alonso i Ocon okupowali kolejno 5. i 6. miejsce, rozdzielając 4. Carlosa Sainza z 7. Charlesem Leclerciem.
Mick Schumacher zgłosił dziwne zachowanie silnika po wyjeździe z T4 i dostał polecenie od inżyniera wyścigowego, aby zwolnił. Co zaskakujące, Niemiec zamiast zawitać do mechaników, pozostał na torze, ale jego osiągi na prostej znacząco spadły i nie potrafił rozwinąć więcej niż niespełna 300 kilometrów na godzinę.
Pod koniec kierowcy skupili się głównie na testowaniu tempa wyścigowego i nie byliśmy świadkami poprawy czasów.
Pełne wyniki FP2:
| Pozycja | Kierowca | Zespół | Czas (opony) | Okrążenia |
| 1. | Lewis Hamilton | Mercedes | 1:19.837 (S) | 32 |
| 2. | Max Verstappen | Red Bull | +0.143 (S) | 24 |
| 3. | Valtteri Bottas | Mercedes | +0.344 (S) | 28 |
| 4. | Carlos Sainz | Ferrari | +0.360 (S) | 31 |
| 5. | Fernando Alonso | Alpine | +0.383 (S) | 30 |
| 6. | Esteban Ocon | Alpine | +0.398 (S) | 30 |
| 7. | Charles Leclerc | Ferrari | +0.523 (S) | 32 |
| 8. | Daniel Ricciardo | McLaren | +0.581 (S) | 30 |
| 9. | Lance Stroll | Aston Martin | +0.590 (S) | 29 |
| 10. | Sergio Perez | Red Bull | +0.679 (S) | 26 |
| 11. | Pierre Gasly | AlphaTauri | +0.721 (S) | 33 |
| 12. | Lando Norris | McLaren | +0.920 (S) | 26 |
| 13. | George Russell | Williams | +1.139 (S) | 31 |
| 14. | Yuki Tsunoda | AlphaTauri | +1.216 (S) | 32 |
| 15. | Sebastian Vettel | Aston Martin | +1.237 (S) | 31 |
| 16. | Kimi Raikkonen | Alfa Romeo | +1.388 (S) | 21 |
| 17. | Antonio Giovinazzi | Alfa Romeo | +1.401 (S) | 30 |
| 18. | Mick Schumacher | Haas | +1.700 (S) | 28 |
| 19. | Nicholas Latifi | Williams | +2.018 (S) | 29 |
| 20. | Nikita Mazepin | Haas | +2.801 (S) | 27 |