Il tracciato presenta tre Gran Premi della Montagna nella prima parte di giornata e gli uomini di classifica, ancora provati dalle fatiche della tappa di ieri, lasciano partire l'annunciata fuga. Al comando della corsa per diversi chilometri resta il solo Matej Mohoric che viene però ripreso dagli altri contrattaccanti della prima ora. Davanti si forma così un gruppetto di circa una trentina di corridori: tra questi è Jan Polanc quello messo meglio in classifica con 12'15" di ritardo dalla maglia rosa Dumoulin.

Il cospicuo vantaggio sul gruppo dei migliori supera in certi punti anche i 13 minuti e ai meno 15 dal traguardo si assesta sui 7'30". I fuggitivi possono così giocarsi la vittoria di tappa. A 7 chilometri dall'arrivo è Pierre Rolland a rompere gli indugi e, con un attacco deciso, sorprende i compagni di avventura e va a vincere in solitaria a Canazei. Il corridore della Cannondale-Drapac ottiene l'undicesimo successo in carriera da professionista e diventa il primo francese a conquistare una tappa nell'edizione numero 100 del Giro d'Italia. Alle sue spalle un amareggiato Rui Costa vince la volata per il secondo posto precedendo Izagirre, Sutherland e Matteo Busato.

Il gruppo dei migliori arriva con quasi 8' di ritardo. A dare l'unico scossone in classifica generale è Jan Polanc che entra in Top 10 al decimo posto (+6"33) scavalcando Adam Yates. La maglia rosa Dumoulin mantiene 31" di vantaggio su Quintana e 1'12" su Nibali. Giovedì va in scena la 18esima tappa, di 137 chilometri da Moena a Ortisei: con 5 Gran Premi della Montagna da scalare, si attende grande bagarre tra i migliori.