Jonas Van Genechten a récompensé les efforts incessants de son équipe IAM dans son dernier Grand Tour en s'imposant en force à Puebla de Sanabria dans un final mouvementé, marqué par une chute où ont été pris notamment Alberto Contador et Samuel Sanchez. Le peloton a fondu dans les 300 derniers mètres de cette 7e étape sur Luis Leon Sanchez (Astana) et Simon Clarke (Cannondale-Drapac), échappés dans la dernière échappée du jour, et les circonstances ont joué pour le sprinter belge, qui permet à sa formation de remporter une étape dans chacun des trois Grands Tours pour sa dernière saison avant de disparaître.
189 coureurs s'élancent de Maceda pour cette 7e étape. Dès le huitième kilomètre, victime de douleurs lombaires, Michal Kwiatkowski (Team Sky) renonce à aller plus loin. Entre temps, les attaques se sont multipliées et l'échappée du jour a pris forme au kilomètre 12, avec six coureurs: Victor Campenaerts (Lotto NL-Jumbo), Johan Le Bon (FDJ), Sander Armée (Lotto Soudal), Davide Villella (Cannondale-Drapac), Vegard Laengen (IAM Cycling) et Luis Angel Mate (Cofidis). C'est ce dernier qui tire parti des ascensions du jour soigner son total au classement de la montagne, même si l'avance des échappés ne dépasse pas les 3'32”. À 70 km de l'arrivée, le jeune sprinter italien Niccolo Bonifazio (Trek-Segafredo) usé par les efforts de son premier Grand Tour, renonce à son tour, bientôt suivi de Rein Taaramae (Katusha). Parmi les autres coureurs en difficulté, on repère Igor Anton, le leader de la Dimension Data, qui se rend à la voiture médicale pour des ennuis gastriques et reste dans la roue d'Oscar Fraile.
Sous l'impulsion de l'équipe Astana, les échappés sont repris à 43,5 km de l'arrivée alors qu'une cassure se produit dans le peloton, dans laquelle se trouvent Samuel Sanchez et Tejay Van Garderen (BMC), contraints à un gros effort pour rentrer. L'effort des Astana, similaire à celui des Orica-BikeExchange la veille, fait de gros dégâts à l'arrière et c'est Dario Cataldo qui se porte à l'attaque pour l'équipe kazakhe. Il est bientôt rejoint par son co-équipier Luis Leon Sanchez, par Gianluca Brambilla (Etixx-Quick Step), Simon Clarke (Cannondale-Drapac) et le tenace Luis Mate, qui rafle encore les points au sommet de l'Alto de Padornelo. Dans cette ascension, les attaques se multiplient en tête de peloton, sans succès.
Le quintette conserve une trentaine de secondes à l'attaque des 15 derniers kilomètres, mais la longue descente vers Puebla de Sanabria leur est fatale, même si Luis Leon Sanchez et Simon Clarke, déchaînés, refusent de rendre les armes et insistent jusqu'à 300 m du but. Une chute se produit au moment où le peloton les déborde et précipite au tapis plusieurs coureurs, dont Samuel Sanchez et Alberto Contador, qui franchit la ligne avec le cuissard déchiré. Jonas Van Genechten l'emporte en puissance devant Daniele Bennati (Tinkoff) et Alejandro Valverde (Movistar).
Darwin Atapuma conserve son maillot rouge de leader.