Stefan Bradl yang melakukan 11 putaran pada sesi latihan bebas pertama, tidak turun pada sesi ini. Dari hasil pemeriksaan medis setelah sesi pertama, dia dinyatakan tidak sehat dan akan dilakukan pemeriksaan ulang di Motegi, Jepang, pekan depan.
Saat mencoba melakukan putaran ketiga, Marquez terjatuh di tikungan Lukey Heights. Beruntung, pebalap Honda ini masih bisa berdiri dan berjalan, tanpa mendapat cedera. Setelah istirahat beberapa saat, dia bisa kembali memacu motornya di lintasan.
Lorenzo bertahan di posisi teratas pencatat waktu tercepat sejak putaran kedua, yang dipertajam pada putaran keempatanya menjadi 1 menit 29,343 detik. Valentino Rossi berada di posisi dua dengan 1 menit 29,638 detik.
Tak berselang lama, Dani Pedrosa menyodok ke urutan dua, berkat catatan waktu 1 menit 29,478 detik. Sementara Marquez yang membalap seperti tak pernah terjadi kecelakaan sebelumnya, masih tertahan di urutan enam dengan 1 menit 30,113 detik, hasil putaran kesembilan.
Di bawah 15 menit sisa waktu, Lorenzo mempertajam waktunya, dengan menyelesaikan putaran ke-13 dalam 1 menit 29,302 detik. Marquez masih tertahan di urutan enam, meski mampu memperbaiki catatan waktunya menjadi 1 menit 29,989 detik.
Lorenzo lagi-lagi melakukan putaran dengan cepat. Catatan 1 menit 28,961 detik, makin memantapkannya sebagai yang tercepat. Alvaro Bautista melakukan gebrakan jelang akhir sesi. Pebalap Honda Gresini ini melakukan putaran ke-18 dalam 1 menit 29,438 detik, dan mengantarnya ke urutan dua, menggeser Pedrosa yang lebih dulu mengakhiri sesi karena masalah teknis saat melakukan putaran ke-14.
Hasil Sesi Latihan Bebas Dua:
1. Jorge Lorenzo ESP Yamaha Factory Racing (YZR-M1) 1m 28.961s (Lap 16/18)
2. Alvaro Bautista ESP Go&Fun Honda Gresini (RC213V) 1m 29.438s (18/19)
3. Dani Pedrosa ESP Repsol Honda Team (RC213V) 1m 29.478s (10/13)
4. Valentino Rossi ITA Yamaha Factory Racing (YZR-M1) 1m 29.537s (23/23)
5. Cal Crutchlow GBR Monster Yamaha Tech 3 (YZR-M1) 1m 29.667s (14/21)
6. Marc Marquez ESP Repsol Honda Team (RC213V) 1m 29.989s (13/17)
7. Bradley Smith GBR Monster Yamaha Tech 3 (YZR-M1) 1m 30.165s (23/23)
8. Randy De Puniet FRA Power Electronics Aspar (ART CRT) 1m 30.215s (17/23)
9. Nicky Hayden USA Ducati Team (GP13) 1m 30.609s (13/22)
10. Andrea Dovizioso ITA Ducati Team (GP13) 1m 30.754s (20/22)
11. Andrea Iannone ITA Energy T.I. Pramac Racing (GP13) 1m 30.792s (17/20)
12. Colin Edwards USA NGM Forward Racing (FTR-Kawasaki CRT)* 1m 30.917s (21/21)
13. Aleix Espargaro ESP Power Electronics Aspar (ART CRT) 1m 31.091s (16/17)
14. Yonny Hernandez COL Ignite Pramac Racing (GP13) 1m 31.134s (16/17)
15. Hector Barbera ESP Avintia Blusens (FTR-Kawasaki CRT)* 1m 31.286s (16/16)
16. Hiroshi Aoyama JPN Avintia Blusens (FTR-Kawasaki CRT)* 1m 31.434s (12/20)
17. Claudio Corti ITA NGM Forward Racing (FTR-Kawasaki CRT)* 1m 31.451s (14/17)
18. Danilo Petrucci ITA Came IodaRacing Project (Suter-BMW CRT)* 1m 31.985s (13/22)
19. Michael Laverty GBR Paul Bird Motorsport (ART CRT) 1m 32.066s (23/23)
20. Luca Scassa ITA Cardion AB Motoracing (ART CRT) 1m 32.261s (12/21)
21. Bryan Staring AUS Go&Fun Honda Gresini (FTR-Honda CRT) 1m 32.290s (9/22)
22. Lukas Pesek CZE Came IodaRacing Project (Suter-BMW CRT)* 1m 32.943s (10/18)
23. Damian Cudlin AUS Paul Bird Motorsport (PBM-ART CRT)* 1m 34.969s (14/16)
* Standard ECU.
Fastest first practice time:
Jorge Lorenzo ESP Yamaha 1m 29.167s
Official Australian MotoGP records:
Best lap:
Casey Stoner AUS Ducati 1m 28.665s (2008)
Fastest race lap:
Nicky Hayden USA Honda1m 30.059s (2008)