Cette treizième étape du Tour d'Espagne était promise à un échappé et le plus futé du lot fut Nelson Oliveira (Lampre-Merida), sacré à Tarazona après un joli solo dans les 30 derniers kilomètres. Le Portugais de 26 ans a su sortir dans la descente de la dernière des trois ascensions au programme du jour, pour s'offrir le plus probant succès de sa carrière avec une minute d'avance sur ses anciens compagnons d'échappée Julien Simon (Cofidis) et Nicolas Roche (Sky).
L'Italien Fabio Aru (Astana) a conservé son maillot rouge de leader de la Vuelta.
Le départ est donné à 13h18 à 173 coureurs. Maarten Wynants (LottoNL-Jumbo), souffrant de l'estomac, est non partant.
De multiples attaques se produisent pendant la première heure de course, où Sylvain Chavanel (IAM) semble le plus pugnace. Le Français est à l'origine de l'échappée du jour, qu'il lance aux côtés de Nelson Oliveira (Lampre-Merida) et Yukiya Arashiro (Europcar), bientôt rejoints dans l'ascension du Collado de Oseja (3e cat.) par Alessandro De Marchi (BMC), Mikaël Cherel (AG2R-La Mondiale), Jérôme Coppel (IAM Cycling), Ruben Plaza (Lampre-Merida) et Cameron Meyer (Orica-Greenedge).
Derrière, Nairo Quintana (Movistar), malade depuis plusieurs jours, est à la traîne.
Dans la grosse ascension du jour, l'Alto de Beraton (1e cat.), ces huit hommes sont rejoints par 16 coureurs intercalés:
Sergio Henao, Nicolas Roche (Sky), Rinaldo Nocentini (ag2r-La Mondiale), David Arroyo (Caja Rural), Yohan Bagot, Julien Simon (Cofidis), Niki Terpstra, Gianluca Brambilla (Quick Step), Kenny Eissonde, Kévin Reza (FDJ), Valerio Conti (Lampre-Merida),
Maxime Monfort (Lotto-Soudal), Jose Joaquin Rojas (Movistar), Stephen Cummings (MTN-Qhubeka), Romain Sicard (Europcar) et Pawel Poljanski (Tinkoff-Saxo).
Ruben Plaza passe en tête des deux premières difficultés de cette étape. L'Alto de Beraton est par ailleurs fatal à Mattia Cattaneo (Lampre-Merida) et Mitchell Docker (Orica-GreenEdge), qui quittent la course.
À 100 km de l'arrivée, l'avance des 24 se stabilise à 2'30" sur un peloton emmené par les équipiers du maillot rouge Fabio Aru (Astana). Elle est montée à 4'00" vingt kilomètres plus loin. À l'abord de la dernière côte du jour, l'Alto de Moncayo (3e cat.), l'écart est retombé à 3'30" lorsque Nelson Oliveira et Sylvain Chavanel tentent de sortir.
Puis c'est au tour de Pawel Poljanski de démarrer à 38 km de la ligne pour franchir le sommet devant un groupe scindé où chacun tente de jouer sa carte. Oliveira place une attaque cinglante dans la descente, à 27 km de Tarazona, alors que l'avance des échappés passe les cinq minutes. Spécialiste du contre-la-montre, le Portugais poursuit son effort jusqu'à la ligne, qu'il franchit seul en tête, avec une minute d'avance sur ses anciens compagnons d'échappée, réglés au sprint par Julien Simon (Cofidis) devant Nicolas Roche (Sky).
Le peloton en termine à 4'48" minutes, permettant à Romain Sicard et Gianluca Brambilla un beau rapproché au classement général. L'Italien est désormais 9e et le Français 10e, tous les deux à 2'51" d'Aru.