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Le parcours de cette première journée alpine est marquée par l'ascension de quatre cols, dont deux « Hors Catégories ». Il part de la commune de La Mure, pour une arrivée à Serre-Chevalier, et traverse trois département : l'Isère, la Savoie, et les Hautes-Alpes.
L'échappée se créé après quelques dizaines de kilomètres. Comme les jours précédents, Matthews est l'initiateur des attaques, pour isoler Kittel et ainsi arriver le premier au sprint intermédiaire. Mais le maillot vert chute en début d'étape, et va abandonner ensuite. Le groupe de tête comprend une trentaine de coureurs. De Gendt, Pauwels et Roglic s'échappent de ce groupe, suivi par Navarro. Contador et Quintana s'extirpe du peloton en début d'ascension de la Croix-de-Fer, puis l'Espagnol seul va rejoindre le groupe de poursuivants, et avec l'aide de ses coéquipiers, va revenir sur la tête de la course. Dans le Galibier, le Slovène attaque ses compagnons d'échappée, et arrive en solitaire jusqu'à l'arrivée. Dans le groupe maillot jaune, Barguil puis Bardet tentent d'attaquer à plusieurs reprises, mais Froome et Urán reviennent à chaque tentative, ce qui provoque l'isolement de Aru et Yates, qui voient leur retard s'accentuer dans la descente finale.
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