L D (EFE) Gilbert invirtió un tiempo de 4h30:03 y logró imponerse con un golpe maestro en el último kilómetro que le permitió batir al francés Thomas Voeckler, el único del grupo que saltó en su persecución. El recorrido casi llano se presentaba propicio para una última "volata", pero un pequeño puerto de tercera, que se subía dos veces al final, y la reducida diferencia (18 segundos) entre el líder Denis Menchov y Danilo di Luca podían alterar el guión. El italiano se había propuesto ganar al esprint y llevarse los 20 segundos de bonificación, que le bastarían para vestirse de rosa.
En el kilómetro 4 saltaron del grupo Robert Förster (Milram), Ben Swift (Katusha), Félix Cardenas (Barloworld), Ángel Gómez (Fuji), Pablo Lastras (Caisse d'Epargne), Anders Lund (Saxo Bank), Francesco De Bonis (Diquigiovanni) y Guillaime Bonnafond (AG2R). Su ventaja máxima no llegó a los cuatro minutos y la aventura terminó a 50 kilómetros de la meta, a resultas del fuerte ritmo que impuso el LPR de Di Luca en el pelotón.
Por el kilómetro 40, una caída en el pelotón había obligado a abandonar la carrera al español David López (Caisse d'Epargne), que hubo de ser trasladado en ambulancia al hospital. Las pruebas médicas revelaron que el vasco no sufre heridas de importancia.
Menchov aprovechó un esprint intermedio para ganar dos segundos a Di Luca. El ruso salió como una flecha, pero Alessandro Petacchi le privó del primer puesto. Poco después, a 40 km. de la llegada, intentaron la fuga Pavel Brutt (Team Katusha), Markus Fothen (Team Milram) pero perseguidos a bloque por el Silence-Lotto de su ventaja nunca llegó al minuto y acabó a 25 de meta.
La suerte de la etapa iba a decidirse en los 18 kilómetros del circuito en el que concluía el trayecto, y especialmente en el alto de Agnani, muy cerca de meta. Un último intento de fuga de Bartosz Huzarski, Anthony Charteau, Pinotti y Paulo Tiralongo fue neutralizado bajo la pancarta de dos kilómetros, en pleno ascenso.
El clasicómano Philippe Gilbert atacó con fuerza a un kilómetro de meta y tuvo fuerzas para resistir la reacción de Voeckler, que había saltado en su persecución.