FP1終了後はいったん天候が回復したモンツァだったが、FP2が始まる頃には再び黒雲に覆われた。降水確率40％、気温25℃、路面温度34℃のコンディションで、午後2時からのセッションは始まった。ところがその直後からみるみる青空が広がり、20分もするとほぼ快晴。ピットレーンにいると耐えられないほどに強い日差しが射している。

　マクラーレン・ホンダのフェルナンド・アロンソは、FP2ではスパを走ったスペック3.5にスイッチ。FP1終了前から交換作業に取りかかり、FP2開始後10分過ぎにはコース復帰できた。一方、FP1でトップ10に入ったストフェル・バンドーンは午後のセッションも好調で、中盤44分にはアロンソのスリップを使って、8番手タイム。その後の単独走行でもコンマ2秒タイムを縮め、7番手に付けている。6番手のダニエル・リカルドとはコンマ2秒差。この時点でトップのバルテリ・ボッタスからは、1秒5落ちだ。

　14時50分前後から、各マシンはロングランに移行。レッドブルの二人はスーパーソフトで1分25秒台のペースを刻み、同じコンパウンドのベッテルとほぼ互角のペース。それに対しメルセデス勢はハミルトンがスーパーソフトで1分24秒台。ソフトのボッタスも安定して1分25秒台で周回を重ねている。

　上位3チームがいずれもTウィングを装着し、比較的ダウンフォースを付け気味のセッティングなのに対し、中団チームはTウィングを外すのはもちろん、前後のウィングも薄くした最高速重視仕様になっている。

　15時過ぎ、この日23歳の誕生日を迎えたばかりのカルロス・サインツJr.が、マシンリヤから青白い煙を吐きながらスローダウン。最後は白煙を噴き上げ、第2シケインの立ち上がりで息絶えた。さらに終了13分前には、ケビン・マグヌッセンがレズモを立ち上がったところで右リヤのサストラブルに見舞われ、アスカリシケインまで行ってストップ。バーチャル・セイフティカーが導入された。

　午後からいっそう天候が悪化するという予報は見事に外れ、ドライコンディションのままセッション終了。トップタイムはボッタス。コンマ056秒差でハミルトンが続き、3番手ベッテルもコンマ1秒の僅差だった。