Een zevental renners reed al in de beginfase weg uit het peloton. Geen Nederlanders daabij; Francesco Gavazzi, Matteo Montaguti, Laurent Didier, Enrico Barbin, Mads Pedersen, Jacopo Mosca en Valerio Conti waren de vluchters. Zij kregen maximaal zes minuten, waarna het peloton op de Passo Duron het tempo bijschroefde om tijdig de kopgroep weer bij te halen.
Astana en Mitchelton-Scott deden het kopwerk in het peloton. Langzaamaan kromp de voorsprong van de leiders, totdat ze aan de voet van de Zoncolan nog een minuutje overhadden. Enkel Valerio Conti en Enrico Barbin zaten nog vooraan, de rest moest op de twee voorafgaande beklimmingen al afhaken.
Zodra ook Conti en Barbin ingelopen waren, kon het spektakel beginnen op de Zoncolan. Enkele demarrages van Hugh Carthy en Igor Anton werden tenietgedaan door het kopwerk van Wout Poels (Team Sky). De groep der favorieten werd in rap tempo uitgedund. Tom Dumoulin kreeg het even moeilijk, maar de Limburger schakelde over naar zijn eigen tempo en wist zo knap stand te houden in het elitegroepje.
Froome opent de debatten
Chris Froome opende de debatten met een demarrage à la Froome: op het koffiemolentje en in het zadel. Leider Simon Yates, Domenico Pozzovivo en Astanarenner Miguel Angel Lopez volgden even, maar al snel moesten die drie de Brit laten gaan. Dumoulin bevond zich ondertussen samen met Thibaut Pinot enkele seconden achter het drietal. Froome liep wat uit, maar het groepje van Yates pakte niet veel tijd op Dumoulin. Tot de roze trui zélf in de aanval ging. Van zo'n vijftien seconden voorsprong maakte Yates een dikke dertig seconden aan de meet. Chris Froome werd niet meer bijgehaald; de Brit beleefde zijn eerste hoogtepunt in een voor hem tot nu toe kleurloze Giro.
Dumoulin hield knap stand op de betere klimmers en hield de schade op 37 seconden. Dat betekent dat hij nu als nummer 2 in het algemeen klassement 1'24'' achter Yates staat.