Nel secondo turno di prove libere è subito arrivato il meteo a metterci lo zampino e la pioggia ha cambiato le carte in tavola. La sessione è stata prevalentemente bagnata e solo sul finale dei 45 minuti alcuni piloti hanno deciso di montare le gomme da asciutto. Dani Pedrosa ha conquistato il miglior tempo in 1’48.136 davanti a Scott Redding, pilota di Aprilia, che è stato uno  dei primi ad azzardare le gomme da asciutto e che paga mezzo secondo di distacco dallo spagnolo. In terza piazza troviamo Danilo Petrucci, a otto decimi dal pilota Honda, seguito dal suo compagno di squadra nel team Alma Pramac Racing, Jack Miller. Sesto tempo invece per il debuttante Hafizh Syahrin, e settimo per la KTM nelle mani di Bradley Smith. Sono scesi in pista anche i portacolori ufficiali di Yamaha, Valentino Rossi e Maverick Vinales, che hanno chiuso rispettivamente in quattordicesima e quindicesima posizione, e hanno montato le gomme da bagnato, probabilmente per studiarne il comportamento su questa pista. Alcuni piloti hanno invece preferito non uscire proprio dai box, considerando le condizioni miste. Stiamo parlando di Marc Marquez, Andrea Dovizioso (che aveva dominato le fp1 con la sua Ducati), Cal Crutchlow, Andrea Iannone, Aleix e Pol Espargaro.
Ricordiamo infine che Jorge Lorenzo non prenderà parte al Gran Premio del Giappone, a causa della frattura al polso sinistro rimediata nel precedente appuntamento in Tailandia, che non si è ancora saldata.