Los tiempos de vuelta mejoraron dramáticamente en la sesión de la tarde, de una hora de duración, en comparación con la FP1 de hoy, con Martin superando el récord de vuelta de Francesco Bagnaia del año pasado de 2m01.892s con 2m01.397s.
El piloto de Pramac, que lidera la clasificación general con 18 puntos, superó al líder de la FP1, Maverick Viñales, por 0,076 segundos con la Aprilia oficial.
Marc Márquez, siete veces ganador de la carrera COTA, terminó tercero con un tiempo final de 2m01.806s con su Gresini Ducati del año anterior, mientras que Bagnaia llegó a la Q2 al final en cuarto lugar.
Martin marcó el primer ritmo en el segundo entrenamiento con un tiempo de 2:04.429 minutos, que fue inmediatamente superado por el piloto de Ducati Enea Bastianini con 2:04.208 minutos.
Le siguió Pedro Acosta con un tiempo de 2:03.578 con su Tech3 GasGas, antes de que Martín tomara la delantera segundos después con un tiempo de 2:03.036 en los primeros 10 minutos de la sesión.
Esto serviría como punto de referencia para los siguientes 20 minutos hasta que Viñales logró un tiempo de 2:02.983 minutos con su Aprilia, que estaba equipada con un nuevo neumático trasero blando.
Sin embargo, Martin le siguió de cerca y se recuperó en lo más alto de la tabla de tiempos con un tiempo de 2:02.888 minutos.
Maverick Viñales, equipo Aprilia Racing
Foto de: Oro y Ganso / Imágenes de deportes de motor
Pasaron otros 15 minutos antes de que Viñales volviera a arrebatarle el primer puesto a Martin con un tiempo de 2:02.394, seguido de un tiempo de 2:02.244 del piloto de VR46 Ducati Fabio Di Giannantonio.
Pero Martin rompió el tiempo detrás de este dúo y cruzó la línea de salida/meta con poco menos de 13 minutos para el final con un nuevo récord de vuelta de 2:01.397 minutos.
Viñales fue el único piloto en peligro esta vez en su última vuelta de ataque, pero estuvo a 0.076 segundos de la marca con un tiempo de 2:01.473.
Marc Márquez completó los tres primeros con una vuelta final de 2m01.806s, mientras que Bagnaia terminó la sesión cuarto después de quedar fuera de las posiciones de la Q2 en el duodécimo lugar cuando finalizó el segundo entrenamiento.
Acosta completó los cinco primeros y actualmente es el único piloto de KTM en los puestos de la Q2, con su colega de fábrica Brad Binder como segundo mejor RC16 en el puesto 14, a 0,585 segundos del novato de 19 años.
Aleix Espargaró terminó sexto con el equipo hermano Aprilia, mientras que Franco Morbidelli consiguió su primera aparición en la Q2 como piloto de Pramac Ducati.
Bastianini, Di Giannantonio y su compañero de equipo VR46, Marco Bezzecchi, completaron el top 10.
Miguel Oliveira y Raúl Fernández se quedaron por poco con los puestos de Q2 en el primer GP de América del equipo local Trackhouse Racing, mientras que Fabio Quartararo fue el piloto líder de la marca japonesa en el puesto 17 con su Yamaha.
Una caída de Joan Mir al final de la sesión le dejó en el puesto 20, mientras que Johann Zarco, del LCR Honda, fue el máximo representante de HRC en el puesto 19.