Le jeune Belge Jasper Stuyven a remporté au sprint à Murcie sa première victoire d'étape dans un Grand Tour en devançant Peïo Bilbao (Caja Rural) et Kevin Reza (FDJ) au terme d'une étape marquée par l'abandon sur chute massive de deux favoris, Dan Martin (Cannondale-Garmin) et Tejay Van Garderen (BMC) et des deux sprinteurs Nacer Bouhanni (Cofidis) et Kris Boeckmans (Lotto-Soudal). Esteban Chaves conserve le maillot rouge.
Le départ a été donné à 13h11 à 189 coureurs.
Après un départ nerveux, il a fallu 35 kilomètres à 6 coureurs pour s'échapper : Iljo Keisse (Etixx-Quick Step) et Jimmy Engoulvent (Europcar), déjà engagés dans de longues fugues depuis le départ de la Vuelta, accompagnés de Alex Howes (Cannondale-Garmin), Tom Van Asbroeck (LottoNL-Jumbo), Jasper De Buyst (Lotto-Soudal) et Angel Madrazo (Caja Rural). Leur avance est de 4'30'' au km 60. Elle de 1'50'' à 55 kilomètres de l'arrivée.
A 50 kilomètres de l'arrivée, une chute se produit dans le peloton et jette à terre une vingtaine de coureurs. Boeckmans (Lotto-Soudal) est transporté à l'hôpital, Bouhanni (Cofidis), Dan Martin (Cannondale-Garmin, 3e du classement général) et Van Garderen (BMC) sont touchés et abandonnent. Le maillot rouge Esteban Chaves (Orica-GreenEdge) et son dauphin Tom Dumoulin (Giant-Shimano) également impliqués reprennent place rapidement dans le peloton.
Le peloton ne ralentit pas et revient rapidement sur les échappés. Howes attaque en tête de course et franchit le sommet de l'Alto de la Cresta del Gallo avec 40'' d'avance sur le peloton conduit par les équipiers de Peter Sagan (Tinkoff-Saxo). Il chute dans la descente et est doublé par Madrazo qui se retrouve en tête mais l'Espagnol est repris à 33 km de l'arrivée.
Dans la deuxième ascension du col, Brambilla (Etixx-Quick Step attaque en compagnie de Roosen (LottoNL-Jumbo). Le Team Sky mène le peloton. Brambilla distance Roosen mais il est repris par Durasek (Lampre-Merida) et Gonçalves (Caja Rural). Elissonde (FDJ) sorti en contre à 19 km de l'arrivée est accompagné de Terpstra (Etixx-Quick Step), Losada (Katusha), Jose Joaquin Rojas (Movistar) et Sergio Luis Henao (Team Sky). Terpstra est lâché. 7 coureurs franchissent le sommet (16,7 km de l'arrivée) avec 10'' d'avance sur le peloton conduit par Tom Dumoulin.
Luis Leon Sanchez fait la descente. Il est poursuivi par Valverde (Movistar), Joaquim Rodriguez (Katusha) et le maillot rouge Esteban Chaves. Ils reviennent sur le groupe de tête qui perd Rojas sur chute. Les autres favoris effectuent la jonction.
Elissonde attaque à 13 km de l'arrivée. Il est accompagné de Losada puis de Gonçalves. Ils ont 25'' d'avance sous la banderole des 10 km sur un peloton où figure le maillot vert Peter Sagan qui est victime d'une chute à cause d'une moto.
Les 3 hommes de tête ont 15'' d'avance à 5 km du but et sont repris à 3,5 km. Adam Hansen (Lotto-Soudal) attaque à 2 km. Il est repris à 350 mètres de la ligne et la victoire revient à Stuyven (Trek Factory) devant Bilbao (Caja Rural) et Reza (FDJ). Chaves conserve le maillot rouge de leader.