Es war zwar noch nicht ganz trocken, aber auf dem besten Weg dahin, als die Moto3 am Freitagnachmittag in Valencia ihr zweites Training fuhr. Da es immer trockener wurde, purzelten die Zeiten nach und nach immer weiter nach unten und erst ganz am Ende entschied sich, wer die Bestzeit holt. Letztendlich war es der Brite John McPhee, der das Timing am besten erwischte und in 1:50.503 Minuten die Bestzeit sicherte. Jack Miller, der im kommenden Jahr mit McPhee beim Racing Team Germany fahren soll, landete 0,027 Sekunden dahinter auf Platz zwei. Ausgezahlt hatte sich für beide, dass sie es riskiert hatten, am Ende mit Slicks auszurücken.

Platz drei ging an den spanischen Meister Alex Marquez, er hatte bereits 0,684 Sekunden verloren, aber war noch mit Regensetup gefahren. Brad Binder, Jonas Folger, Maverick Vinales und Zulfahmi Khairuddon hatten auf den Plätzen vier bis sieben noch weniger als eine Sekunde auf die Spitze eingebüßt. Weltmeister Sandro Cortese erreichte nach einer kontrollierten Session den achten Platz, Louis Rossi und Danny Kent fuhren noch in die Top-10.

Gerade noch in die Top-20 gefahren war Giulian Pedone, der sogar schon mit seiner vorletzten Runde seine beste Zeit erreicht hatte. Wildcard Philipp Öttl fuhr sich auf den 26. Platz, seine Landsleute Luca Amato und Toni Finsterbusch rangierten auf den Positionen 29 und 30. Trotz der schwierigen Bedingungen war nur ein Sturz zu sehen. Der betraf den Finnen Niklas Ajo, der bereits im ersten Training zu Fall gekommen war.