Partant de Pampelune, cette étape navarraise présente un profil accidenté. Elle aborde à mi-parcours le Puerto de Lizarraga (col de 3e catégorie, sommet après 79,8 km de course). Ensuite, les coureurs grimpent deux fois le Puerto de Zuarrarrate (col de 2e catégorie, montée de 7,3 km). Le premier passage de ce col a lieu après 120,3 km de course. Il est suivi par un premier passage sur la ligne d'arrivée à Lekunberri après 128 km de course où il reste aux coureurs une boucle de 30,3 km à accomplir. Le second passage au sommet du Puerto de Zuarrarrate se situe après 149,8 km de course soit à 8,5 km de l'arrivée située au bas de la descente du col.
Le premier tiers d'étape est jalonné par plusieurs tentatives d'échappées réalisées principalement sous l'impulsion de Remco Evenepoel, Filippo Ganna, Egan Bernal ou encore Jacopo Mosca. L'échappée définitive se dessine à un peu plus de 80 km de l'arrivée dans la montée du Puerto de Lizarraga franchi en tête par Evenepoel. Finalement, un groupe de dix hommes se forme à l'avant de la course et l'écart avec le peloton oscille autour des trois minutes. Ce groupe de tête se compose des Colombiens Santiago Buitrago et Einer Rubio, des Belges Remco Evenepoel et Jimmy Janssens, des Allemands Lennard Kämna et Nico Denz, du Danois Andreas Kron, du Portugais Rui Costa, de l'Espagnol Cristian Rodríguez et de l'Australien Chris Hamilton.
Dans la seconde ascension du Puerto de Zuarrarrate, Santiago Buitrago et Rui Costa attaquent à 14 km de l'arrivée et se portent en tête. Ils sont rejoints avant le sommet par Lennard Kämna. Malgré une sortie de route de Kämna provoquant une chute dans la descente, celui-ci revient sur Costa et Buitrago sous la flamme rouge. Dans le dernier kilomètre, les trois coureurs temporisent puis résistent in extremis au retour de cinq de leurs anciens compagnons d'échappée. À quelques mètres de la ligne d'arrivée, Lennard Kämna (Bora Hansgrohe) est dépassé par Rui Costa (Intermarché Circus Wanty) qui remporte la victoire. Le peloton maillot rouge avec les favoris termine avec un retard de deux minutes et cinquante-deux secondes.
Étape de moyenne montagne
Espagne
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Kévin Vauquelin (Arkéa-Samsic) : abandon
