La première étape en ligne de ce Tour d'Espagne est vallonnée. Deux ascensions sont placées dans la première partie de l'étape : le Puerto de Confrides (20,4 km à 3,6 %), classé en 2e catégorie et dont le sommet est au km 37.1, et l'Alto de Benilloba (6,4 km à 4,2 %), classé en 3e catégorie et dont le sommet est situé au km 54,2. Le peloton franchira une première fois la ligne d'arrivée, avant une boucle finale de Unité|43.6|km. Ce circuit est marqué par le sprint intermédiaire (km 168,4) et l'Alto de Puig Llorença (3 km à 9,5 %). Le sommet de cette montée de 3e catégorie est placé au km 174,8. L'arrivée est jugée à Calpe, après 199,6 km de course depuis Benidorm, à travers la province d'Alicante.
Le duo de tête augmente son avance durant la montée. Madrazo passe en tête au sommet, tandis que Lastra prend la 3e place, à 1 minute 30 de la tête de course. Le retard du peloton s'élève à 6 minutes 30. Les deux poursuivants parviennent à rentrer sur le duo de tête au km 50. Madrazo devance au sommet de l'Alto de Benilloba Lastra et Armée. La formation Astana contrôle l'écart autour des 7 minutes, puis l'équipe Bora-Hansgrohe enclenche la poursuite à plus de 130 km de l'arrivée. L'avance de l'échappée baisse à 5 minutes 53 au km 86, puis 4 minutes 30 à 93 km de l'arrivée. Le peloton passe une première fois sur la ligne d'arrivée avec 1 minute 25 secondes de retard sur le quatuor de tête.
Sander Armée attaque à 41,5 km de l'arrivée. Il possède à 37 km du but 16 secondes d'avance sur ses anciens compagnons d'échappée et 1 minute sur le peloton, mené par les Astana et les Jumbo-Visma. Le peloton va ensuite reprendre Madrazo, Lastra et Smit. Armée remporte le sprint intermédiaire, le peloton est réglé par Zdeněk Štybar (Deceuninck-Quick Step) et Primož Roglič (Jumbo-Visma). L'homme de tête est revu à 31 km de la ligne.
Quintana attaque à 3,1 km de l'arrivée et s'impose avec cinq secondes davance sur le groupe de chasse, réglé par Roche devant Roglic. Le groupe maillot rouge termine à 37 secondes du vainqueur, le peloton à 1 minute 43. Nicolas Roche s'empare du maillot rouge, avec 2 secondes d'avance sur la nouveau maillot vert Nairo Quintana et 8 sur Rigoberto Urán. Miguel Ángel López (Astana) perd le maillot rouge mais conserve le maillot blanc, il est désormais 5e à 33 secondes de Roche. Angel Madrazo endosse le maillot à pois et la formation Sunweb prend la tête du classement par équipe.