Bereits 15 Kilometer nach dem Start setzten sich Tony Martin und Alessandro De Marchi vom Feld ab. Nach dem sie etwa 40 Sekunden herausgefahren hatten, bildete sich am Aufstieg zum Col du Wettstein eine 28-köpfige Verfolgergruppe. Dieser Gruppe gehörte kein Anwärter auf den Gesamtsieg an. Der Franzosen Tony Gallopin war von ihnen als Elfter und dreieinhalb Minuten Rückstand der beste im Gesamtklassement. Die Verfolger konnten die Lücke zu den beiden Führenden nicht schließen, vergrößerten aber stetig den Vorsprung zum Hauptfeld. 59 km vor dem Ziel, am Aufstieg zum Le Markstein, setzte sich Martin von De Marchi ab und startete eine Alleinfahrt zum Ziel. Die Attacke war erfolgreich und Martin gewann seine insgesamt dritte Touretappe (nach zwei Siegen im Einzelzeitfahren 2011 und 2013) mit 2:45 Minuten Vorsprung vor den Verfolgern. Das Hauptfeld erreicht das Ziel mit 7:46 Minuten Rückstand. Durch den deutlichen Vorsprung holte sich Tony Gallopin das Gelbe Trikot von Vincenzo Nibali, der es somit nach sieben Tagen abgeben musste. Tony Martin erkämpfte sich zusätzlich zum Tagessieg auch das Bergtrikot.