L'équipe Astana a assommé la Vuelta à Andorre, s'offrant l'étape reine de cette édition grâce à Mikel Landa tandis que Fabio Aru, deuxième et nouveau maillot rouge, s'affirmait comme le plus fringuant des postulants à la victoire finale à Madrid. Annoncé comme mythique avec ses six cols et 5 000 mètres de dénivelé, cet 11e acte n'a pas livré le verdict de cette 70e édition, mais déjà sonné le glas des espoirs de certains comme Chris Froome, à la dérive, tandis que Nairo Quintana ou Alejandro Valverde ont affiché leurs limites. Joaquim Rodriguez a limité la casse en prenant la quatrième place à moins de deux minutes de Landa tandis que le maillot rouge au départ d'Andorre-la-Vieille, Tom Dumoulin, et le jeune Colombien Esteban Chaves, n'ont pas sombré. Au général, Aru domine désormais Rodriguez de 27 secondes et Dumoulin de 30.
Le départ est donné à 13h36 à 179 coureurs. Vladimir Isaychev (Katusha) est non-partant.
Après un départ rapide, le premier incident de course est la chute de Chris Froome (Sky), qui se retrouve au tapis à la sortie d'Encamp. Au terme d'une chasse de plusieurs kilomètres, le vainqueur du Tour de France réintègre le peloton, qui explose dans la première difficulté du jour, la Collada de Beixalis, que le maillot à pois Omar Fraile (Caja Rural) franchit en tête devant Romain Sicard (Europcar). Ces deux hommes font partie du groupe de 19 coureurs qui se forme alors et comprend les coureurs suivants: Ian Boswell (Sky), Mikaël Chérel (AG2R), Matteo Montaguti (AG2R), Mikel Landa (Astana), Darwin Atapuma (BMC), Omar Fraile (Caja Rural), Jose Gonçalves (Caja Rural), Cyril Lemoine (Cofidis), Carlos Verona (Etixx Quick Step), Jérôme Coppel (IAM), Ruben
Plaza (Lampre -Merida), Nelson Oliveira (Lampre-Merida), Javier Moreno (Movistar), Imanol Erviti (Movistar), Damien Howson (Orica-Greenedge), Romain Sicard (Europcar), Alberto Losada (Katusha), George Bennett (Lotto Nl-Jumbo), Pawel Poljanski (Tinkoff-Saxo).
Fraile empoche de nouveaux points au Coll d'Ordino, deuxième ascension du jour, même s'il la franchit derrière Ruben Plaza. Dans la descente, où l'avance du groupe de tête sur le peloton dépasse les trois minutes, Imanol Erviti se détache et part en solo. L'équipier d'Alejandro Valeverde et Nairo Quintana précède Fraile, Plaza et ses autres anciens compagnons d'un peu moins d'une minute au Coll de la Rabassa (Km 72) avant d'être repris dans la descente par Romain Hardy, Matteo Montaguti et le reste du groupe. Le peloton, emmené par les Sky, se maintient à 4'30".
L'ascension la plus ardue du jour, la Collada de la Gallina, voit les Katusha de Joaquim Rodriguez se porter en tête de paquet aux côtés des Sky. En tête de course, le groupe se scinde sur des attaques de Coppel et Sicard. À 44 km du but, Landa se porte en tête au moment où ses équipiers d'Astana prennent les rênes du peloton.
Leur accélération ébranle Chris Froome, qui dérive à l'arrière.
Au sommet, le groupe en partie reconstitué est emmené par le maillot à pois devant Landa, Atapuma, Sicard, Boswell, Oliveira et Poljanski. Le peloton franchit le col à son tour 3'30" plus loin, Chris Froome, flanqué du seul Geraint Thomas, 2:45 plus tard.
C'est dans la descente que se forme le groupe des favoris de cette Vuelta: Rodriguez, Alejandro Valverde (Movistar) et Dani Moreno (Katusha) attaquent, bientôt rejoints par Fabio Aru (Astana), Nairo Quintana (Movistar), Esteban Chaves (Orica-Greenedge) et Rafal Majka (Tinkoff-Saxo). Le maillot rouge, Tom Dumoulin, reste piégé au coeur du peloton avant d'être ramené grâce à un bel effort de Domenico Pozzovivo (aG2R).
Landa passe en tête de l'avant-dernière montée, l'Alto de la Comella (2e cat, km 119,6), devant Boswell, Oliveira, Sicard et Poljanski. Les cinq hommes abordent l'ultime ascension avec deux minutes d'avance sur le peloton. Dès le pied, Landa surgit pour s'en aller tout seul. Derrière son leader Fabio Aru s'extrait du peloton, emmenant Rodriguez et Moreno dans sa roue. Valverde etQuintana accusent le coup, Dumoulin et Chaves marquent le pas… Puis l'Italien se débarrasse des deux leaders de la Katusha pour se lancer seul sur les traces de son équipier. À l'arrière, Quintana lâche prise, alors que Valverde peine à rester avec Dumoulin et Chaves. Au final, Astana reproduit son festival du dernier Giro en réussissant le doublé. Boswell arrache la troisième place de l'étape à 1'38" tandis que Rodriguez et Moreno finissent roue dans roue à un peu moins de deux minutes du vainqueur du jour.
Chris Froome, pour sa part, en termine à 8'40" de Landa.