Mire a mezőny másodszor is pályára lépett a nap folyamán, Szingapúrra leszállt az este, és a hőmérsékletek is csökkentek az első edzéshez képest, ami ellentétes folyamat a megszokott lebonyolítás szerint zajló versenyhétvégék tendenciáihoz viszonyítva.
Az első gyakorlás piros zászlóval végződött, miután egy Manor a falban landolt, a második pedig ugyanígy kezdődött – ezúttal Will Stevens veszítette el az autóját és alacsony tempóval nekiütközött a 12-es kanyar falának, ami miatt néhány percre le is állították az edzést.
Nem kellett sokat várni a következő incidensre sem, ami Carlos Sainz bal hátsó defektjében manifesztálódott, miután a Toro Rosso spanyolja érintőre vette a korlátot, ami a kerék számára nem volt túl egészséges.
Egy időre ismét az élre álltak a Mercedesek, ám amikor a szuperlágy gumikon futott gyorskörökre került sor, Lewis Hamilton és Nico Rosberg nem találták a tempót, és előbbi csak a 4., utóbbi pedig a 7. helyen landolt a tabellán. Emellett mindkettőjük bemutatott egy-egy látványosabb pályaelhagyást, illetve elfékezést is az este során. A nap legmeglepőbb ténye viszont minden bizonnyal az, hogy Fernando Alonso a 8. lett, és a McLaren-Honda kevesebb mint két tizeddel maradt el a Rosbergtől.
A napot a Red Bull zárta az élen, Danyiil Kvjat 1:46,142-vel állította fel az etalont, amitől Kimi Raikkönen négy századdal, Daniel Ricciardo pedig egy tizeddel maradt el, így ők alkották az első hármast. A két Mercedes közé még Sebastian Vettel és Sergio Perez férkőzött be, így most egy napig mindenki azt találgathatja, vajon a valós erősorrendet tükrözték-e a pénteki eredmények, és tényleg azon ritka alkalmak egyikét láthatjuk-e majd idén, amikor komolyan megszorongathatják a Mercedest a versenyen.
A második szabadedzés végeredménye:
| 1 | Daniil Kvyat | Red Bull-Renault | 1:46.142 | - | 34 |
| 2 | Kimi Raikkonen | Ferrari | 1:46.181 | 0.039 | 34 |
| 3 | Daniel Ricciardo | Red Bull-Renault | 1:46.256 | 0.114 | 29 |
| 4 | Lewis Hamilton | Mercedes | 1:46.479 | 0.337 | 33 |
| 5 | Sebastian Vettel | Ferrari | 1:46.487 | 0.345 | 35 |
| 6 | Sergio Perez | Force India-Mercedes | 1:46.659 | 0.517 | 30 |
| 7 | Nico Rosberg | Mercedes | 1:46.781 | 0.639 | 34 |
| 8 | Fernando Alonso | McLaren-Honda | 1:46.959 | 0.817 | 26 |
| 9 | Nico Hulkenberg | Force India-Mercedes | 1:47.294 | 1.152 | 35 |
| 10 | Max Verstappen | Toro Rosso-Renault | 1:47.427 | 1.285 | 32 |
| 11 | Felipe Massa | Williams-Mercedes | 1:47.684 | 1.542 | 28 |
| 12 | Felipe Nasr | Sauber-Ferrari | 1:47.755 | 1.613 | 26 |
| 13 | Marcus Ericsson | Sauber-Ferrari | 1:47.795 | 1.653 | 33 |
| 14 | Jenson Button | McLaren-Honda | 1:47.888 | 1.746 | 28 |
| 15 | Carlos Sainz | Toro Rosso-Renault | 1:48.012 | 1.870 | 23 |
| 16 | Romain Grosjean | Lotus-Mercedes | 1:48.096 | 1.954 | 32 |
| 17 | Valtteri Bottas | Williams-Mercedes | 1:48.118 | 1.976 | 28 |
| 18 | Pastor Maldonado | Lotus-Mercedes | 1:50.094 | 3.952 | 30 |
| 19 | Alexander Rossi | Marussia-Ferrari | 1:56.739 | 10.597 | 9 |
| 20 | Will Stevens | Marussia-Ferrari | 1:59.932 | 13.790 | 3 |
