Wie so oft ging Jorge Lorenzo im FP2 als erster Fahrer auf die Strecke, während die Suzuki-Piloten Maverick Viñales und Aleix Espargaró erst kurz vor dem Letzten, Valentino Rossi, ausrückten. Viñales hatte im ersten Training die Bestzeit vorgelegt, im letzten Jahr standen Espargaró und Viñales bei ihrem Heim-GP auf den Startplätzen 1 und 2. Jorge Lorenzo setzte sich umgehend vor Scott Redding, Valentino Rossi, Danilo Petrucci und Marc Márquez an die Spitze. In der Gesamtwertung liegt Lorenzo vor seinem Heimrennen zehn Punkte vor Márquez und 27 weitere vor Rossi. In Kurve 1 stürzte Aprilia-Pilot Alvaró Bautista, der im ersten Training Platz 11 belegt hatte. Weltmeister Lorenzo hielt sich 0,084 sec vor Rossi, Márquez, Pedrosa und Petrucci. Lorenzos Zeit lag jedoch noch über jener von Viñales aus dem FP1. Stefan Bradl reihte sich auf dem 16. Platz ein. 20 Minuten vor Schluss: Lorenzo hielt sich mit 1:42,281 min an der Spitze vor Rossi (Yamaha), Márquez (Honda), Pedrosa (Honda), Viñales (Suzuki), Petrucci (Ducati), Redding (Ducati), Iannone (Ducati) und Crutchlow (Honda). In Kurve 5 konnte Márquez nur knapp einen Vorderrad-Rutscher abfangen. Bradl lag 1,6 sec zurück auf Platz 16. In Kurve 3 legte Jack Miller seinen zweiten Sturz des Wochenendes hin. Die Asphalttemperatur in Barcelona lag bei über 50 Grad. Neun Minuten vor Schluss schoss erneut Maverick Viñales mit der Suzuki GSX-RR an die Spitze. Er umrundete den 4,7 Kilometer langen Circuit de Barcelona-Catalunya in 1:41,954 min. Damit war er 0,327 sec schneller als Lorenzo. Lorenzo und Viñales legten Sektor-Bestzeiten vor. Mit 1:41,910 min eroberte der Mallorquiner Platz 1 zurück. Er war 0,044 sec schneller als der Suzuki-Pilot. Aprilia-Fahrer Stefan Bradl war auf Platz 18 zurückgefallen – 1,9 sec Rückstand. Cal Crutchlow katapultierte sich mit der LCR-Honda auf Platz 3 hinter Lorenzo und Viñales. Rossi und Márquez lagen hinter dem Briten. Mit 1:41,712 min legte Lorenzo eine neue Bestzeit vor. Pedrosa schon sich auf Platz 4 vor Rossi. Mit 1:41,712 min blieb Jorge Lorenzo an der Spitze. Er war 0,242 sec schneller als Maverick Viñales. Sie waren die einzigen Piloten, die 1:41er-Zeiten fahren konnten. Zum Vergleich: Die Pole-Zeit von Aleix Espargaró, die 2015 noch auf Bridgestone-Reifen und mit der Werkselektronik gefahren worden war, lag bei 1:40,546 min. Auf Platz 3 folgte Cal Crutchlow als bester Honda-Pilot vor Dani Pedrosa, Scott Redding, Valentino Rossi, der 0,584 sec einbüßte, Héctor Barberá, Andrea Iannone, Marc Márquez und Andrea Dovizioso. Stefan Bradl beendete das zweite MotoGP-Training auf Platz 18 hinter Alvaró Bautista und Michele Pirro mit 1,790 sec Rückstand auf die Bestzeit.