La première étape alpestre comporte trois cols de 1re catégorie dont une arrivée au sommet. Partant de Borgofranco d'Ivrea (Bourgfranc d'Ivrée), petite ville piémontaise située à une soixantaine de kilomètres au nord de Turin, les coureurs commencent par un parcours en légère montée traversant le Val d'Aoste pendant les 60 premiers km de l'étape puis grimpent le long col du Grand Saint-Bernard (35 km d'ascension) situé sur la frontière italo-suisse à l'altitude de 2 469 m et Cima Coppi du Giro pour la première fois. Ensuite, le col de la Croix de Cœur passant par la station de Verbier est au programme (col de 1re catégorie de 15,4 km avec une pente moyenne de 8,8 %, sommet à 59 km de l'arrivée). Le tracé descend dans la vallée du Rhône et traverse la ville de Sion puis se termine par la montée vers la station de Crans-Montana, un dernier col de 1re catégorie de 13,1 km avec une pente moyenne de 7,2 %.
Dès le début de cette étape fortement raccourcie et l'ascension directe du col de la Croix de Cœur, les attaques fusent. C'est finalement un groupe de quatre hommes qui émerge en tête de la course. Ces quatre coureurs sont le Français Thibaut Pinot (Groupama FDJ), le Colombien Einer Rubio (Movistar), l'Équatorien Alexander Cepeda (EF Education) et le Canadien Derek Gee (Israel Premier Tech). Ils franchissent ce col de 1e catégorie avec 2 minutes d'avance sur le peloton maillot rose. Quelques coureurs sont intercalés entre le groupe de tête et le peloton parmi lesquels Valentin Paret-Peintre (AG2R Citroën) qui réussit à revenir sur le groupe de tête à la faveur de la descente. Les cinq hommes de tête prennent plus de risques que le peloton dans la descente vers la vallée du Rhône et leur avance est portée à 4 minutes au bas de la descente, à 35 kilomètres de l'arrivée. Sur le secteur plat, le peloton principalement emmené par les équipiers Ineos Grenadiers du maillot rose Geraint Thomas réduit l'écart à 3 petites minutes au pied de la montée finale de 13 km vers Crans-Montana. Dans le groupe de tête, dès les premières pentes et pendant toute l'ascension, les attaques se succèdent lâchant rapidement Paret-Peintre et Gee. Ensuite, Pinot puis Cepeda tentent plusieurs fois de se débarrasser de leurs adversaires mais rien n'y fait et Pinot, Cepeda et Rubio se présentent ensemble à l'arrivée où Einer Rubio s'impose devant Thibaut Pinot qui endosse le maillot de meilleur grimpeur. Peu de mouvements dans le peloton devenu groupe maillot rose qui n'ont pas modifié les écarts entre les premiers du classement général.
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