In tegenstelling tot vrijdagmiddag was het weer nu wat minder aangenaam. Harde wind en ook een beetje regen speelden de MotoGP rijders parten. In de eerste helft van de sessie was de baan echter nog droog genoeg voor Casey Stoner om een flinke hap uit de tot dan toe snelste tijd van Valentino Rossi te nemen.
Nicky Hayden opende met twee opeenvolgende snelle ronden deze tweede vrije training om vervolgens met zijn derde ronde de inmiddels voor hem staan de Jorge Lorenzo weer terug te dringen. Lorenzo kwam de ronde daarna weer naar voren en enkele tienden later verbeterd te worden door Toni Elias voordat Casey Stoner de training naar zijn hand ging zetten.
Stoner kwam in de zesde minuut naar de kop, verbeterde tot twee maal toe zijn tijd en bleef vervolgens tot in de 20e minuut op kop staan. Dani Pedrosa was degene die Stoner van die positie stootte waarna Stoner er een paar minuten later weer even goed voor ging zitten en er een 1'30.626 uit wist te persen, deze tijd werd vervolgens niet meer verbeterd, onder andere omdat het harder begon te regenen.
Stoner was uiteindelijk 0,048s sneller dan Pedrosa met twee tienden daarachter Valentino Rossi. Het ging iets beter met Lorenzo die nu naar een vierde tijd wist te komen maar nog wel tegen een achterstand van acht tienden op Stoner aan kijkt. Verder zien we Alex de Angelis, Mika Kallio, Andrea Dovizioso, Elias, Marco Melandri en Hayden in de top tien staan.
Marco Melandri maakte nog een hachelijk moment mee toen de Italiaan een vogel raakte maar gelukkig wel overeind bleef. Randy de Puniet maakte wel een buiteling maar bleef daarbij ongedeerd. Niccolò Canepa heeft in Melbourne een huidtransplantatie ondergaan en kwam niet in actie, de Italiaan zal ook de race moeten missen na zijn val op vrijdagmiddag.