Poco dopo il via Mikel Landa perde le ruote del gruppo sulla prima salita di giornata, il Passo della Collina (Gpm di terza categoria). Il leader del team Sky, dopo aver perso 7 minuti, decide al chilometro 66 di ritirarsi definitivamente dal Giro a causa di una gastroenterite virale. Nel frattempo in corsa si stacca la classica fuga di giornata che arriva a contare fino a 13 corridori: Visconti (Movistar), Niemec (Lampre-Merida), Bonnafond (Ag2r), Boem, Pirazzi e Ciccone (Bardiani-Csf), Atapuma (Bmc), Brown (Cannondale), Cunego (Nippo-Vini Fantini), Preidler (Giant-Alpecin), Silin (Katusha), Rovny (Tinkoff), Zoidl (Trek-Segafredo). Sulla salita più dura, Pian del Falco di prima categoria, al comando si trova un gruppetto di tre corridori: i due della Bardiani-Csf (Ciccone e Pirazzi) e Cunego della Nippo Fantini.

Con le rampe che si fanno sempre più dure la maglia rosa Brambilla perde le ruote del plotoncino dei migliori, guidato dall'Astana di Nibali ma nella discesa successiva riesce a recuperare. Nel frattempo Ciccone si invola verso la prima vittoria al primo anno da professionista mentre alle sue spalle Rovny chiude secondo (+42") e Atapuma terzo (+1'20"). Amador prova a sorprendere i migliori scattando in discesa, Brambilla tiene alta l'andatura del gruppo in favore del compagno Jungels e si stacca negli ultimi due chilometri perdendo la maglia rosa. Il nuovo leader della generale diventa così proprio il lussemburghese della Etixx-Quikstep con 26 secondi di vantaggio su Amador e 50 sulla coppia Valverde-Kruijswijk. Nibali perde nel finale le ruote degli altri big ed è ora quinto a 52".