La Flèche wallonne 2024 est tracée sur un parcours total de 198,6 kilomètres avec plusieurs changements par rapport à l'édition précédente. La principale modification est la ligne de départ située à Charleroi (province de Hainaut) comme en 2021. Avant d'entamer le circuit final, la seule côte répertoriée est la côte d'Yvoir franchie après 43,2 km. L'autre différence par rapport aux éditions précédentes vient du fait que le circuit final long de 31,7 km est à accomplir quatre fois au lieu de trois. Il y a donc quatre ascensions de la côte d'Ereffe et surtout du Mur de Huy où se trouve la ligne d'arrivée alors que l'habituelle côte de Cherave est supprimée en raison de travaux dans le centre de Huy.
Les cinq premiers classés de l'Amstel Gold Race disputée trois jours plus tôt sont à compter parmi les favoris du jour : Tom Pidcock (Ineos Grenadiers), Marc Hirschi (UAE Emirates), vainqueur en 2020 et en regain de forme après deux saisons plus compliquées, Tiesj Benoot (Visma Lease a Bike), Mauri Vansevenant (Soudal Quick-Step) et Paul Lapeira (Decathlon AG2R La Mondiale), auteur d'un remarquable début de saison.
Une échappée de six hommes fait la course en tête depuis le début de la classique. À la mi-course, des chutes de grêle et de neige fondante s'abattent sur le parcours entraînant une baisse conséquente de la température qui ne dépasse pas les 2 degrés. Le Belge Johan Meens (Bingoal WB) et l'Espagnol Txomin Juaristi (Euskaltel Euskadi), les deux derniers fuyards, sont repris à 69 kilomètres de l'arrivée. Un peu après le deuxième passage du Mur de Huy, à 60,7 km du terme, le Danois Søren Kragh Andersen (Alpecin Deceuninck) part seul à l'attaque et compte jusqu'à 1 min 30 sec d'avance.
Au troisième passage sur la ligne d'arrivée (31,7 km à accomplir), le Danois compte encore 1 min 5 sec d'avance sur le Britannique Stephen Williams (Israel-Premier Tech) suivi puis rejoint un peu plus loin par quatre hommes : le Colombien Santiago Buitrago (Bahrain Victorious), l'Équatorien Richard Carapaz (EF Education), le Belge Maxim Van Gils (Lotto Dstny) et le Français Kévin Vauquelin (Arkéa-B&B Hotels). Tous les écarts fondent et les cinq coureurs en chasse sont repris par le peloton avant la côte d'Ereffe alors que Kragh Andersen est à son tour rattrapé dans cette côte.
Après ce regroupement, le peloton réduit à une trentaine d'hommes se présente au pied du Mur de Huy pour l'ascension finale. Aux 300 mètres, Stephen Williams place une attaque tranchante, prend plus d'une vingtaine de mètres à ses adversaires et s'envole vers la victoire. Kévin Vauquelin revient quelque peu sur lui mais termine deuxième devant Maxim Van Gils qui complète un podium inattendu.
Au vu des conditions météorologiques très difficiles, seuls 44 coureurs terminent cette édition de la Flèche wallonne. Plusieurs favoris ont abandonné, ayant peut-être décidé de garder leurs forces pour Liège-Bastogne-Liège.
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