Après le retrait de Maxime Monfort (Lotto Soudal), malade, 161 coureurs ont pris le départ de la 18e étape de La Vuelta depuis Suances. Ils ont rapidement lancé une intense bataille jusqu'à ce que, après 58km à très vive allure, un groupe de vingt clients parvienne à faire la différence : Julian Alaphilippe, Matteo Trentin (Quick Step), Alessandro De Marchi (BMC), Magnus Cort Nielsen (Orica-Scott), Jose Joaquin Rojas, Marc Soler (Movistar), Patrick Konrad (Bora-Hansgrohe), Clément Chevrier, Alexis Gougeard (AG2R-La Mondiale), Toms Skujins (Cannondale-Drapac), Antwan Tolhoek (LottoNL-Jumbo), Matej Mohoric (UAE Team Emirates), Alexey Lutsenko (Astana), Sander Armée (Lotto-Soudal), Giovanni Visconti (Bahrain-Merida), Jérémy Maison, Anthony Roux (FDJ), Stéphane Rossetto (Cofidis), Sergio Pardilla (Caja Rural-Seguros RGA) et Aldemar Reyes (Manzana-Postobon).
Le peloton emmené par les équipiers de Chris Froome (Team Sky) a laissé l'avantage atteindre des proportions inédites sur cette 72e édition de La Vuelta : 13'15” au moment d'attaquer les 80 derniers kilomètres, où étaient concentrées les quatre difficultés du jour et notamment la Collada de la Hoz, célèbre depuis l'assaut légendaire d'Alberto Contador vers Fuente Dé en 2012.
Alexis Gougeard et Sander Armée ont pris les devants dans l'ascension. Ils ont été rejoints par Marc Soler au sommet, puis Julian Alaphilippe et Alexey Lutsenko dans la descente. Dans le groupe des favoris, Alberto Contador a multiplié les accélérations, sans tromper la vigilance des équipiers de Chris Froome. Fabio Aru (Astana) est lui parvenu à sortir pour poursuivre en solitaire jusqu'à l'arrivée et en terminer avec 12” d'avance sur le Britannique.
Armée et Lutsenko se sont détachés dans la dernière descente pour se disputer la victoire dans l'ascension de Santo Toribio de Liebana. Le Belge a fait la différence à 600m du but, au même endroit où Froome a accéléré. Contador et Michael Woods (Cannondale-Drapac) l'ont accompagné mais pas Vincenzo Nibali (Bahrain-Merida), qui lâche 21”.