Cuatro minutos antes de que finalizara la segunda prueba libre de la serie en Long Beach, Lucas di Grassi – otro piloto brasileño – demostró un extraordinario ritmo para bajar por casi dos segundos y medio la marca obtenida por Piquet Jr. en la práctica 1, al concluir la sesión con un tiempo de 57.305 segundos después de 14 vueltas.
Sebastien Buemi también bajó el mejor registro de la FP1, pero el gran trabajo de di Grassi no le dio oportunidad de pelar por la punta, al finalizar con un registro de 58.078, a casi ocho décimas del líder.
Después de completar 18 giros, Nicolas Prost terminó en el tercer lugar con una vuelta de 58.453 segundos, a 1.148 del tiempo del di Grassi.
Salvador Durán estuvo a punto de avanzar un lugar en la tabla de posiciones, pero fue superado por Karun Chandhok en la última vuelta del piloto de la India, por lo que Chava volvió a repetir en el lugar número 15, pero superando su anterior registro por casi un segundo, finalizando a 2.9 segundos del puntero.
Con diez minutos de prueba ondeó la bandera roja debido al incidente de Jean-Eric Vegne, en el que perdió la parte trasera del auto y se fue contra la barrera de neumáticos, para terminar contra el muro de protección. El piloto francés se reportó sin problemas.
