Míg a Spanyol Nagydíj első szabadedzésén a lágy gumikat egyedüliként használó Ferrari könnyen hozta az első két helyet, a délutáni gyakorláson már a Mercedesre is felkerült a sárga jelölésű abroncs, mégsem léptek el igazán. A leggyorsabb a bajnoki éllovas Nico Rosberg lett, mögötte viszont bő kéttizedes hátránnyal Kimi Räikkönen következett. (A finn mondjuk nem lehetett túl elégedett, ugyanis az edzés vége felé az üzemanyagrendszer feltételezett hibájával hívták ki a garázsba.) A címvédő Lewis Hamilton csapattársától fél másodperccel lemaradva lett a 3., míg Sebastian Vettel tőle kapott nagyjából annyit, mint Räikkönen Rosbergtől. A Toro Rosso helyi reménysége, ifjabb Carlos Sainz követte a „négy nagyot”, még Daniel Ricciardót (5.) is megverte. A Red Bull Racingnél első hétvégéjét töltő Max Verstappen 181 ezreddel az ausztrál mögött a 8. volt, míg a Toro Rossóhoz lefokozott Danyiil Kvjat egyelőre nagyon nem találja a formáját, a többiektől egy másodperccel elmaradva csak a 15. lett. A helyi hős, Fernando Alonso a két Red Bull közé sorolt be, a top10-et a két Force India és a williamses Valtteri Bottas zárta. Bár végig keservesen panaszkodott az autóra, Romain Grosjean végül a 13. lett a Haasszal, csapattársa, Esteban Gutierrez műszaki hiba miatt csak 9 kört ment. Szintén nem volt sima délutánja a renault-s Jolyon Palmernek. Miután az első edzést a tesztpilóta Esteban Ocon futtatása miatt ki kellett hagynia, a második edzés kezdetén a célegyenes végén kapott bal hátsó defektet, kicsúszott. Az autó eltávolítása idejére a piros zászló is előkerült, az angol pilóta pedig csak a legvégén, az utolsó negyedórára tért vissza a pályára, kapkodva vezetett, többször is hibázott. 
