Tiago Machado (Katusha) est le premier attaquant du jour mais 50 kilomètres sont nécessaires pour que l'échappée voie le jour. Omar Fraile passe le premier au sommet de l'Alto del Desierto de La Palmas devant Géniez (FDJ). Il revient à 3 points du maillot à pois détenu par Elissonde (FDJ).
Le groupe de tête est composé de 28 coureurs : Erviti et José Herrada (Movistar), Gogl (Tinkoff), Golas et König (Team Sky), Dillier (BMC), Gesink et Tankink (LottoNL-Jumbo), Gerrans et Cort Nielsen (Orica-Bike Exchange), Cataldo (Astana), Ladagnous (FDJ), Zubeldia (Trek-Segafredo), Domont (ag2r-La Mondiale), Kochetkov (Katusha), Bart De Clercq (Lotto-Soudal), Bouet (Etixx-Quick Step), Sbaragli (Dimension Data), Frank, Chevrier et Marcel Wyss (IAM Cycling), Durasek (Lampre-Merida), Rossetto (Cofidis), Pfingsten et Thwaites (Bora-Argon 18), Bilbao et Roson (Caja Rural) et Quemeneur (Direct Energie). Le peloton est à 3'50'' au km 62. Tejay Van Garderen (BMC) abandonne.
L'avance des 28 fuyards et de 4'58'' à 100 kilomètres de l'arrivée. Sbaragli est le premier au sommet de l'Alto de la Sarratella (2e catégorie) et de l'Alto de Benasal (3e catégorie). L'écart est monté à 7'24'' à 70 kilomètres de l'arrivée. L'équipe BMC prend alors le contrôle du peloton. L'écart est de 6'30'' à 60 kilomètres du but. Il est de 5'40'' 10 kilomètres plus loin.
Cataldo et Frank attaquent à 29 kilomètres de l'arrivée et parviennent à se détacher. A l'abord des Camins del Penyagolosa, au pied de l'Alto Mas de la Costa – une redoutable montée de 3,8km à 12.5% de moyenne avec des passages à 21% -- ils comptent une vingtaine de secondes d'avance sur leurs poursuivants tandis que le peloton emmené par Movistar pointe à 5 minutes.
A 2,5 km de la ligne, Frank est seul en tête et Cataldo s'accroche a une douzaine de secondes, rejoint par Gesink, König et Herrada.
Le Néerlandais accélère à nouveau et se trouve avec König en chasse de Frank. Ils ne parviennent pas à rejoindre le Suisse, qui s'impose avec 6 secondes d'avance sur König et 11 sur Gesink, vainqueur à l'Aubisque.
Plus bas, Contador attaque le groupe des favoris avant d'être rejoint par Quintana et Chaves. Un temps lâché, Froome revient au train et les quatre finissent ensemble.
