Un capolavoro di Fabio Felline, una volata tatticamente perfetta per domare la maglia gialla, Michael Matthews, e esultare sul traguardo di Vitoria. Il velocista della Trek si pone a ruota di Matthews e quando Impey, in testa, termina il lavoro, Felline anticipa l'uscita di Matthews, chiudendogli la strada e lanciando uno sprint lungo. La rimonta di Matthews non si concretizza e per Felline arriva il meritato successo. Alle spalle dei due, Gallopin, Kwiatkowski e Gilbert.
La tappa che prende il via da Bilbao, per giungere 175,4 km dopo a Vitoria, presenta sei ascese, nessuna però in grado di "spronare" gli uomini di classifica. La scalata più impegnativa nella prima parte del tracciato, l'Alto de Orduna, 7,6 km all'8,3% di pendenza media, da lì cinque colli di terza categoria, di lieve entità in quanto a pendenza e lunghezza. L'ultima difficoltà è l'Alto de Zaldiaran, ripetuto due volte, con lo scollinamento a dieci chilometri dal traguardo. Poi discesa, rapida, fin sotto lo striscione.
A caratterizzare la tappa una fuga a cinque, con protagonisti Hupond, Reichenbach, De Weert, Vervaeke e Txurruka. Il gruppo lascia fare e nella prima parte di corsa il vantaggio supera addirittura i dieci minuti. A guidare il plotone Movistar e Orica, mentre tra i battistrada i più attivi sono Txurruka, il migliore in classifica, e Reichenbach.
Il margine si riduce quando Weening si mette a dettare il ritmo, tra i fuggitivi si chiude la collaborazione e comincia la lotta uno contro uno. Vervaeke accelera, Reichenbach risponde, con Txurruka. In tre guadagnano terreno, mentre Gerrans aiuta Weening a ricucire. Sull'Alto de Vitoria, il disavanzo è inferiore al minuto e il gruppo si compatta sul secondo passaggio sull'Alto de Zaldiaran.
Diverse squadre si portano al comando, dall'Astana alla Tinkoff, fino a Lampre e Ag2R, ma nessuno prova al sortita. L'ultimo tentativo, in discesa, è di Slagter - Garmin-Cannondale - ripreso ai meno 2,5. Qui comincia ad organizzarsi la volata, con Orica e Etixx al comando. Impey è pronto a pilotare Matthews, ma l'australiano è bruciato dalla prontezza di Felline e il finale è di stampo italiano.