En la sesión matinal, Hamilton había corrido más rápido, eclipsando a su compañero de equipo de Mercedes, Valtteri Bottas por poco menos de medio segundo y, en la segunda sesión, el líder del campeonato repitió la gesta y consiguió el primer puesto 0.461 s por delante de Bottas.

Vettel había estado casi un segundo por debajo del ritmo del británico en la primera sesión y, aunque fue capaz de acercarse durante las simulaciones de calificación de los Libres 2 (solo una décima), terminó tercero, a 0,833 s de Hamilton.

Cuando el británico cambió a neumáticos superblandos para las simulaciones de calificación de la sesión, superó a Bottas y al mejorado Vetel para tomar una ventaja insalvable, con un mejor tiempo de 1:28.217.

Bottas intentó aprovecharse de la ventaja pero, a pesar de correr más rápido que su compañero de equipo en el sector intermedio, no pudo igualar el ritmo de Hamilton en los otros y terminó a poco menos de medio segundo del primer puesto.

Con Vettel tercero, el cuarto puesto de la sesión fue para Max Verstappen, de Red Bull Racing. El holandés se quedó a un segundo de Hamilton. El siguiente en la tabla de tiempos fue el segundo Ferrari, de Kimi Raikkonen, 0.241 por detrás del hombre de Red Bull. Daniel Ricciardo, en el segundo Red Bull, fue el último de los tres mejores pilotos de equipo, en 6º lugar a 1.296 del 1º.

Igual que en la sesión matinal, Esteban Ocon, de Racing Point Force India, fue el mejor de los demás, aunque el francés estaba a más de medio segundo de Ricciardo. No obstante, tenía una cómoda ventaja de cuatro décimas sobre el Haas de Romain Grosjean.

El piloto de Sauber Marcus Ericsson terminó noveno, a poco más de dos centésimas por delante de Brendon Hartley, de Toro Rosso, que utilizaba un motor Honda de especificación 3 mejorado.

2018 Gran Premio de Japón de Fórmula 1 - Entrenamientos libres 2
1 Lewis Hamilton Mercedes 31 1:28.217
2 Valtteri Bottas Mercedes 30 1:28.678 0.461
3 Sebastian Vettel Ferrari Ferrari 36 1:29.050 0.833
4 Max Verstappen Red Bull TAG 32 1:29.257 1.040
5 Kimi Raikkonen Ferrari Ferrari 33 1:29.498 1.281
6 Daniel Ricciardo Red Bull TAG 27 1:29.513 1.296
7 Esteban Ocon Force India Mercedes 32 1:30.035 1.818
8 Romain Grosjean Haas Ferrari 32 1:30.440 2.223
9 Marcus Ericsson Sauber Ferrari 33 1:30.478 2.261
10 Brendon Hartley Red Bull Honda 27 1:30.502 2.285
11 Sergio Pérez Force India Mercedes 28 1:30.510 2.293
12 Nico Hulkenberg Renault Renault 36 1:30.644 2.427
13 Pierre Gasly Red Bull Honda 10 1:30.795 2.578
14 Carlos Sainz Jr. Renault 31 1:30.904 2.687
15 Charles Leclerc Sauber Ferrari 26 1:30.906 2.689
16 Kevin Magnussen Haas Ferrari 25 1:30.956 2.739
17 Fernando Alonso McLaren Renault 34 1:30.988 2.771
18 Sergey Sirotkin Williams Mercedes 39 1:31.087 2.870
19 Lance Stroll Williams Mercedes 32 1:31.215 2.998
20 Stoffel Vandoorne McLaren Renault 32 1:31.981 3.764