La Vuelta a España 2009, sessantaquattresima edizione della corsa, si svolse dal 29 agosto al 20 settembre, per un percorso di 3 297 km. La vittoria finale andò allo spagnolo Alejandro Valverde che concluse in 87h22'37".
Fu l'ultima edizione in cui il leader indossò la storica maglia oro. Infatti dall'edizione successiva fu sostituita con la maglia rossa.
L'inizio è stato il 29 agosto con una cronometro ad Assen, nei Paesi Bassi; è la seconda volta che la corsa spagnola ha preso il via dall'estero (la prima fu nel 1997 con la partenza da Lisbona). In totale le tappe oltre confine sono state quattro, in territorio olandese e belga.
Lo specialista Fabian Cancellara ha conquistato, a cronometro, la prima maglia oro, mantenendola fino alla quinta tappa. Con la vittoria a Vinaros, André Greipel ha strappato la maglia allo svizzero, indossando per la prima volta il simbolo del primato in un grande giro. Nella cronometro di Valencia, Cancellara è tornato nuovamente in testa alla classifica, ma soltanto per una tappa, visto che il giorno seguente vi è stato il primo arrivo in salita, con la vittoria di Damiano Cunego e la conquista della maglia oro da parte di Cadel Evans. Il giorno seguente l'australiano ha però perso la leadership da Alejandro Valverde, grazie ad un abbuono.
Dopo qualche tappa per velocisti, ci sono stati tra la dodicesima e la quattordicesima tappa tre arrivi consecutivi in salita. Valverde, senza segni di grande difficoltà, ha difeso il primato dagli attacchi di Gesink, Mosquera, Sanchez e Basso. Durante la tredicesima tappa Evans, che inseguiva a pochi secondi lo spagnolo in classifica, vede sfumare la possibilità di vincere la sua prima grande corsa a tappe a causa di un incidente meccanico, perdendo più di un minuto ai piedi della salita finale.
L'ultima settimana è di routine per Valverde che mantiene la testa della classifica. Per i postumi di una caduta Gesink perde diversi minuti e passa dal secondo al sesto posto. Nella penultima tappa, la cronometro di Toledo, vinta da David Millar, Cadel Evans strappa il terzo posto a Ivan Basso e si posiziona dietro il vincitore Alejandro Valverde e Samuel Sánchez.
La passerella di Madrid vede la vittoria del tedesco André Greipel, in maglia verde di vincitore della classifica a punti. David Moncoutié si conferma il re degli scalatori e vince la maglia arancione, conquistata sulle asperità iberiche. Alejandro Valverde conquista anche la maglia bianca della classifica combinata.
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