Cette étape de 197 km, comporte deux cols et un sprint intermédiaire. Le col de la Croix de Montvieux (3e catégorie) se situe au kilomètre 24, le second est le col de Palaquit classé en 1re catégorie, il possède deux sections de montée à plus de 10%. Le sprint intermédiaire se situe à Saint-Martin-d'Hères soit à 4 km après la descente du col de Palaquit, avant la montée finale de 18 km classée hors catégorie arrivant à Chamrousse.
Le dernier rescapé de l'échappée matinale, Alessandro De Marchi (Cannondale) est repris par le peloton au début de la dernière ascension. Leopold König (Net-App) et Rafał Majka (Tinkoff-Saxo) anticipent la bataille des favoris et attaquent peu après que De Marchi a été repris. Dans le groupe maillot jaune, Alejandro Valverde (Movistar) accélère. Seuls Thibaut Pinot (Fdj.fr) et Vincenzo Nibali (Astana) peuvent le suivre. A 6 kilomètres de l'arrivée, Nibali part seul et rattrape König et Majka aux 3 kilomètres avant de les lâcher plus tard pour remporter l'étape en solitaire.
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