La seconda sessione di prove libere di Assen si preannunciava molto importante per la MotoGP, in quanto per il sabato olandese è prevista pioggia ed in tal caso non sarebbe possibile provare soluzioni tecniche per la gara, che invece dovrebbe disputarsi in condizioni di asciutto. Piloti e team hanno dovuto sfruttare al massimo i 45 minuti delle FP2 per simulare il passo gara e per cercare l'attacco al tempo, allo scopo di essere tra i primi dieci per avere garantito l'accesso in Q2 già da ora, visto che per domani il meteo non promette nulla di buono.

Il più veloce della seconda sessione di libere è Maverick Vinales, che con un colpo di spugna cancella i dubbi della Yamaha post Barcellona e torna ad essere un martello, stampando un tempo di 1:33.130, che è già un ottimo riferimento cronometrico. Lo spagnolo è apparso concreto anche nei long run effettuati, tenendo un passo sul 34 basso con gomma media all'anteriore e dura al posteriore; non è dato sapere con certezza se abbia riprovato nel pomeriggio il nuovo telaio, e sembrerebbe infatti che abbia preferito tenere il vecchio e concentrarsi sulla messa a punto della sua M1. Dietro il 22enne di Figueres si piazza un'altra Yamaha, ma in versione 2016: si tratta di quella di Jonas Folger, pilota del Team Tech 3, molto efficace sul tracciato di Assen, che chiude con un gap da Vinales di 367 millesimi.

Il terzo tempo è siglato da Marc Marquez in 1:33.782, che è sembrato non del tutto a suo agio con la Honda, con la moto che si scompone abbastanza in curva; il pilota di Cervera è braccato dall'uomo del momento, Andrea Dovizioso, appena 8 millesimi più lento di lui e che proverà anche questo weekend ad essere competitivo per poter concretamente pensare al titolo. Cal Crutchlow è quinto, fresco di rinnovo col team LCR Honda di Lucio Cecchinello ed a quasi sette decimi di ritardo dalla vetta. Nel finale mette una pezza al suo venerdì Valentino Rossi, impegnato anche nel pomeriggio in comparazioni tra il telaio vecchio ed il nuovo, mentre provava ache varie soluzioni di gomme per la gara: il suo ultimo passaggio è in 1:33.830 e gli vale il sesto crono della sessione.

Danilo Petrucci è autore del settimo tempo, continuando a dimostrare di essere un pilota dotato di un valore tecnico da non sottovalutare; il ternano è 96 millesimi più veloce di Johann Zarco, ottavo e sempre più rookie di lusso. Nono Alvaro Bautista, mentre Dani Pedrosa, non altrettanto abile quanto Marquez a guidare sopra i problemi della moto, chiude la top ten che accederà direttamente in Q2. Ancora una volta Jorge Lorenzo è in difficoltà a trovare il giusto feeling per spingere con la Desmosedici: è solo 14° ed incassa 1.3 secondi di distacco da Vinales. Le difficoltà del maiorchino sono importanti ed ancora nel box Ducati si lavora su aspetti normalmente secondari come l'ergonomia in sella e la posizione di guida, facendogli provare varie specifiche di semimanubri per permettergli di avere migliori sensazioni di guida.