Tanti corridori al via col desiderio di andare in fuga nella tappa odierna, e il risultato lo si può ammirare sulla prima salita del percorso: velocità altissima, con numerosi scatti, e il gruppo per nulla intenzionato a concedere troppa libertà, con il timore che il numero di fuggitivi sia troppo nutrito. A metà ascesa del Col de la Croix de Montvieux vanno via in sette, e ben tre sono italiani: Visconti, Oss e De Marchi, ai quali si aggiungono due francesi, Kadri e Brice Feillu. Altri due corridori si lanciano all'inseguimento, restando, però, per diversi chilometri a bagnomaria fra gli attaccanti e il gruppo, e si tratta del sempre attivo Bakelants e di Molard. In vetta al Gpm passa per primo Visconti, e a quel punto il gruppo decide di dare il via libera, rallentando l'andatura. In discesa i sette in avanscoperta raggiungono i 2 minuti e mezzo di vantaggio, con i contrattaccanti ormai prossimi al ricongiungimento.
Al termine della discesa ecco nove uomini in testa alla corsa, il gruppo è dietro di quasi 3 minuti. Joaquim Rodriguez punta al successo di tappa - sfuggitogli a La Planche des Belles Filles - e mette in testa la sua squadra a tirare, per mantenere la fuga sotto controllo. Fase centrale della tappa interlocutoria, poi in vista della seconda ascesa il gruppo aumenta il ritmo e ai piedi del Col de Palaquit il ritardo dai fuggitivi scende a 1 minuto e mezzo. Sulle prime rampe della salita si sfalda il gruppetto degli attaccanti: restano davanti Bakelants e Kadri, sui quali si rifà sotto De Marchi che poi prende l'iniziativa e allunga da solo. Il gruppo, che sale a gran velocità, riassorbe gli altri fuggitivi nel giro di pochi chilometri. Tappa resa ancora più dura dal caldo, con temperatura che arriva a ben 35°. Proprio per un colpo di caldo si ritira il capitano della Cofidis Navarro.
Gli uomini Astana si posizionano in testa al gruppo e il ritmo scende lievemente, De Marchi porta così il suo vantaggio a 3 minuti. L'Italiano della Cannondale transita per primo sul Gpm con 1 minuto di vantaggio su Bakelants, che insegue solitario. Sulla discesa del Col de Palaquit cade uno dei gregari di Nibali, Fuglsang, che fortunatamente riesce a proseguire. Gli uomini della Fdj si portano davanti per lavorare in appoggio al capitano Pinot nel falsopiano che precede la salita finale. All'imbocco dell'ascesa subentra la Movistar, Nibali invece è isolato perché solo Kangert è riuscito a rimanere accanto a lui. Staccati tutti gli altri compagni. Il ritmo della formazione di Valverde è fatale a Kwiatkowski e Rodriguez, che non riescono a restare coi migliori. A 14 km dall'arrivo si esaurisce il tentativo di De Marchi, ripreso dal gruppo poco dopo l'altro fuggitivo Bakelants.
Sorpresa ai -12: si stacca il secondo in classifica Richie Porte, visibilmente in difficoltà già da diversi chilometri. Due corridori di secondo piano, Majka e Konig, provano ad allungare sul gruppetto, poi sferra il suo attacco Valverde ma è pronta la risposta di Nibali, che appare fresco, e Pinot. I tre raggiungono Ten Dam e vanno su di comune accordo. Ai -6 è proprio Nibali a prendere l'iniziativa, con una progressione irresistibile con la quale lascia sul posto Valverde e Pinot, riportandosi velocemente sui due attaccanti. La maglia gialla prova a restare con i due compagni di fuga, ma il suo ritmo è nettamente superiore e ai -3 se ne va in totale solitudine.
Il suo è uno splendido assolo fino al traguardo: bellissima vittoria per onorare la memoria di Bartali e Casartelli. A 10'' da Nibali giungono Majka e Konig, mentre Valverde paga 50'', con Pinot poco più indietro a 53''. Van Garderen e Bardet arrivano con 1'23'' di ritardo. In classifica ora Nibali comanda con un vantaggio di 3'37'' su Valverde, 4'24'' su Bardet e 4'40'' su Pinot. Tutti gli altri pagano più di 5 minuti. Giornata storta per l'australiano Porte, che va in crisi, prende 8 minuti e finisce fuori dai primi dieci.
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