Tag zwei in Sepang und die Bedingungen verbessern sich. Nachdem der Auftakt des zweiten Tests schwierige Gripverhältnisse bot, verbesserte sich laut den MotoGP-Piloten die Lage am Donnerstag. Noch seien die Bedingungen nicht perfekt, allerdings zeigte sich anhand der Rundenzeiten, dass sich der Zustand des Sepang International Circuit deutlich steigerte. So sicherte sich Dani Pedrosa in Runde 55 von 57 die neue vorübergehende Test-Bestzeit mit 2:00.039 Minuten. Damit lag er aber noch immer hinter der schnellsten Runde des ersten Tests in Malaysia.

Aleix Espargaro hatte wenige Minuten vor Ende des zweiten Testtages die Nase vorn gehabt. Auf seiner Open-Yamaha fuhr der Spanier schließlich in 2:00320 Minuten um den Kurs und sicherte sich damit den zweiten Rang hinter dem Honda-Werkspilot. Alvaro Bautista, der am ersten Tag noch vorgelegt hatte, fuhr die drittschnellste Runde und büßte 0.461 Sekunden auf seinen Markenkollegen ein, platzierte sich aber noch knapp vor Valentino Rossi.

Andrea Dovizioso landete mit seiner Desmosedici auf dem fünften Rang, markierte seine Bestzeit aber schon in Runde acht von 48. Zum Ende des Tages fuhr der Italiener auf der Open-Ducati. Stefan Bradl sicherte sich derweilen den sechsten Rang vor Cal Crutchlow. Pol Espargaro fuhr die achtschnellste Zeit, stürzte allerdings in der letzten Teststunde. Der Spanier blieb glücklicherweise unverletzt. Jorge Lorenzo kämpfte noch immer mit den neuen Reifen und landete mit über einer Sekunde Rückstand auf Rang neun.

Bradley Smith komplettierte die Top-10, dicht gefolgt von Andrea Iannone. Yonny Hernandez landete hinter seinem Teamkollegen, büßte aber fast eine halbe Sekunde auf die Werks-Ducati ein. Colin Edwards zelebrierte seinen 40. Geburtstag mit Rang 13 vor Nicky Hayden und Suzuki-Fahrer Randy de Puniet. Hector Barbera, Scott Redding, Hiroshi Aoyama und Michele Pirro folgten. Der Ducati-Testfahrer fuhr den ganzen Tag mit der Open-Version der Desmosedici. Yamaha-Testpilot Katsuyuki Nakasuga, Mike di Meglio, Karel Abraham und Suzuki-Testfahrer Aoki Nobuatsu rundeten die Zeitenliste ab.