194 coureurs se sont élancés pour la première étape de montagne de La Vuelta 2017, Benjamin King (Dimension Data) n'ayant pas pris le départ (malade). Quatre ont attaqué dès le départ : Davide Villella (Cannondale-Drapac), Thomas De Gendt (Lotto Soudal), Anthony Turgis (Cofidis) et Fabricio Ferrari (Caja Rural-Seguros RGA). Ils ont été rejoints par un duo d'AG2R-La Mondiale, Axel Domont et Alexandre Geniez, ainsi que Fernando Orjuela (Manzana Postobon) avant la première difficulté de la journée, le Col de la Perche, où Przemyslaw Nimiec (UAE Team Emirates) a intégré l'échappée du jour.
De Gendt a profité de ce premier sommet de 1re catégorie sur La Vuelta 2017 pour affirmer ses ambitions au classement de la montagne. Dans le peloton, les équipiers du maillot rouge Yves Lampaert (Quick-Step Floors) assuraient le tempo. L'écart a tout juste dépassé les 5 minutes à 80km de l'arrivée. Les coureurs avaient alors abandonné les routes françaises et couraient en Espagne, lancés vers Andorre pour affronter les difficultés décisives du jour.
Le Col de la Rabassa a suscité de nouvelles initiatives. Domont est brièvement sorti pour préparer le terrain à Geniez mais les efforts du Français ne lui ont pas permis de résister à la violente accélération du peloton, qui l'a rejoint avec Villella à 27km du but. Rui Costa (UAE Team Emirates) avait tenté de faire la différence avec l'appui de Darwin Atapuma, en vain face au train du Team Sky. Le rythme a aussi fait capituler Lampaert.
Une nouvelle accélération des hommes de Chris Froome a rapidement eu raison d'Alberto Contador (Trek-Segafredo) dans l'alto de la Comella. Le quadruple vainqueur du Tour de France s'est ensuite chargé de faire la différence lui même, avec une violente attaque à 1 kilomètre du sommet que seul Esteban Chaves (Orica-Scott) a pu suivre. Les sept derniers kilomètres, en descente, ont ensuite permis à Vincenzo Nibali (Bahrain-Merida) de revenir, tout comme Romain Bardet (AG2R-La Mondiale) et une poignée d'outsiders en embuscade.