De renners hadden er na een rustdag zin in, getuige het feit dat het eerste wedstrijduur werd afgelegd in 50.1 kilometer. Vier renners wisten, al was het met veel moeite, het peloton voor te blijven: Joey Rosskopf, Nicola Boem, Mathias Brandle en Matej Mohoric. Echt groot werd hun voorsprong nooit.
De koplopers begonnen met twee minuten voorsprong aan de vijf kilometer lange klim naar San Pietro, maar werden op die klim ingerekend door het peloton. Giant-Alpecin legde het tempo heel hoog om de sprinters af te matten. Dat lukte, want klassementsleider Marcel Kittel moest lossen. In de afdaling wist hij echter weer terug te keren in het peloton. Op hetzelfde moment ging het AG2R-duo Axel Domont en Guillaume Bonnafond in de aanval.
De voorsprong van de twee Fransen liep al snel op tot een minuut, maar met nog 27km te gaan kregen zij gezelschap van een grote groep renners. Daarbij zaten onder andere Bob Jungels en Moreno Moser, maar er was totaal geen samenwerking. Acht renners (Lopez, Conti, Wellens, Serry, De Marchi, Domont, Cunego en Pirazzi) bleven wel even vooruit, maar niet voor lang. Vervolgens reed er een nieuwe groep weg met onder andere Valerio Conti en Diego Ulissi. Conti deed al het kopwerk in dienst van Ulissi. Zo begonnen zij met een halve minuut voorsprong op het peloton aan de steile klim op negen kilometer van het einde.
Ulissi liet zijn medevluchters op de klim achter en kwam als eerste boven. Hij begon met een voorsprong van 22 seconden aan de laatste acht kilometer. Het uitgedunde peloton maakte in de slotkilometers veel goed, maar wist de Italiaan niet meer te pakken. Zo won hij net als vorig jaar een Giro-rit. Zijn vijfde in totaal.
Tom Dumoulin en Steven Kruijswijk versnelden in de laatste kilometer uit de achtervolgende groep. Dumoulin ‘mocht’ van Kruijswijk tweede worden en pakte nog wat extra bonificatieseconden. Hierdoor gaat hij nu in het algemeen klassement aan de leiding met twintig seconden voorsprong op Bob Jungels. Steven Kruijswijk stijgt naar de vierde plaats.
