La première partie de l'étape est plate, mais c'est la seconde qui retient l'attention, puisqu'elle compte quatre ascensions. Les coureurs se mesureront d'abord au Sella Chianzutanis, avant d'enchainer l'ascension du Passo Duron et du Sella Valcalda. Enfin, l'arrivée de l'étape est jugée au sommet du Monte Zoncolan, qui est considéré comme une des montées les plus difficiles d'Europe, avec ses 10 kilomètres à 11,9 % de moyenne.
Cet écart diminue à mesure que la route grimpe, et que la Liquigas-Doimo hausse le rythme en tête du peloton. Au sommet de la deuxième difficulté du jour, le Passo Duron, le peloton ne compte déjà plus que 25 unités. Bradley Wiggins (Team Sky), notamment, a déjà été lâché. Celui-ci revient cependant dans la descente sur le peloton du maillot rose, avec d'autres coureurs, notamment Xavier Tondo (Cervélo TestTeam).
Les échappées passent au sommet du Sella Valcalda, la troisième difficulté du jour, avec 3 minutes et 30 secondes d'avance sur le peloton. Cet écart diminue cependant très rapidement dès les premières cotes du Zocolan et Le Floch lâche prise.
Le groupe de Basso remonte les rescapés de l'échappée et prend la tête de la course. Basso finit par lâcher Scarponi, puis Evans, et part s'imposer en solitaire, avec 1 minute et 19 secondes de marge sur celui-ci. C'est sa première victoire d'étape au Giro depuis 2006.
David Arroyo, arrivé 11e conserve son maillot rose, mais les principaux favoris se replacent au classement général, notamment Ivan Basso qui prend la 3e place.