Avec près d'une demi-heure de retard sur le leader Sepp Kuss, Remco Evenepoel a décidé de se faire plaisir en tirant en tête de l'étape. Ainsi, à quatre kilomètres du sommet de Colladiella (au km 68), le Belge a décidé de s'échapper avec son coéquipier Mattia Cattaneo.
De leur côté, les trois hommes de la Jumbo-Visma en tête du classement – Sepp Kuss, Jonas Vingegaard et Primoz Roglic –, ont roulé calmement et se sont laissés porter par le peloton. L'avantage qu'ils ont pris en début de journée leur a donné une certaine tranquillité d'esprit et ils ont préféré ne pas faire de vagues et attendre de voir comment les choses allaient évoluer.
Au milieu de tout cela, l'Espagnol Marc Soler, 6e au classement général avant de prendre le 17e départ de cette édition, s'est mis en évidence. Le coureur local, dans un élan de courage, s'est lancé à l'assaut des deux Soudal Quick-Step et s'est chargé de faire le spectacle dans les kilomètres intermédiaires de l'étape. Pour ne pas s'épuiser, il a fini par former un groupe avec Eduardo Sepúlveda (Lotto Dstny) et Lorenzo Germani (Groupama-FDJ).
Tout a commencé à bouger au début de l'ascension de l'Alto del Cordal, à 27 kilomètres de l'arrivée. Là, Mattia Cattaneo a terminé son travail et Evenepoel a dû relever le défi de maintenir une avance d'environ 2 min 40 avec des pentes allant jusqu'à 14 % avant d'aborder l'ascension vers l'Angliru, où des sections de 24 % l'attendaient au point le plus dur.
Dans cette dernière ligne droite, l'équipe Bahrain Victorious a pris soin d'allonger le peloton dans la montée de l'Alto del Cordal pour tenter de combler l'écart avec Remco. Antonio Tiberi, Damiano Caruso, Santiago Buitrago, Wouter Poels et Mikel Landa étaient à l'avant du groupe et ont presque neutralisé Marc Soler avant d'atteindre le sommet de l'avant-dernière ascension de cette 17ᵉ étape.
Evenepoel s'est présenté au départ de l'ascension de l'Angliru avec une minute et 47 secondes d'avance sur le peloton et sa troisième victoire dans cette Vuelta entre les mains. Il avait perdu beaucoup de secondes dans la descente précédente et il était difficile pour lui de maintenir l'écart. Lennert Van Eetvelt (Lotto Dstny) a été le premier à se lancer à la poursuite du prodige belge.
Finalement, c'est Romain Bardet (DSM-Firmenich) qui a fait l'accélération qui a rattrapé Remco, aidant ainsi les favoris à accrocher la tête de course. À 5,4 kilomètres de l'arrivée, il ne restait plus qu'à désigner le vainqueur de l'étape, Primoz Roglic, au terme d'une superbe stratégie de l'équipe Jumbo, qui a vu la lutte entre Sepp Kuss et Jonas Vingegaard pour le maillot rouge se resserrer un peu plus.
