Andrea Kimi Antonelli manteve a Mercedes no topo durante os treinos em Madri, embora os tempos de volta tenham melhorado apenas um pouco na segunda sessão. O líder do campeonato conseguiu um tempo apenas quatro décimos mais rápido que o seu companheiro de equipe na primeira hora de prática.
George Russell abandonou sua primeira volta com os pneus macios e foi para os boxes para ajustar o nível do seu aerofólio dianteiro. Assim que voltou para a pista, ele praticamente repetiu seu tempo anterior, terminando em quinto lugar na classificação. Os pilotos da Ferrari, liderados por Charles Leclerc, conseguiram se intercalar entre os Mercedes, com uma diferença de apenas alguns centésimos de segundo entre eles.
Lewis Hamilton acabou irritando Yuki Tsunoda ao segurá-lo na curva Monumental, uma das mais inclinadas do circuito. Arvid Lindblad, da Racing Bulls, ficou em quarto lugar, logo à frente de Russell, mas sua sessão terminou mais cedo após um acidente forte na curva à esquerda depois da Monumental. O carro de Lindblad perdeu a traseira ao fazer a curva e colidiu com a barreira, provocando a bandeira vermelha.
Max Verstappen colocou sua Red Bull na sexta posição, logo à frente de Oscar Piastri, da McLaren. Por outro lado, Lando Norris não conseguiu registrar um tempo, pois enfrentou um problema na caixa de câmbio logo que entrou na pista. Tsunoda, Esteban Ocon e Liam Lawson completaram o top 10.
Os dois pilotos da Aston Martin também tiveram sessões complicadas. Fernando Alonso começou mais tarde devido a um problema na embreagem, enquanto Lance Stroll foi chamado para os boxes por uma falha técnica. Essa corrida parece ter trazido algumas surpresas e desafios para todos os pilotos.
