Partenza ufficiale alle ore 11.51 per 188 corridori. Andatura subito sostenuta e continui scatti e controscatti. Al km 30 Quaranta si ritira dalla corsa; al km 32 partono all'attacco 21 uomini: Petrov, Lefevre, Marichal, Parra, Halgand, Brandt, Barry, Celestino, Fertonani, Casar, Strauss, Carrasco, Baranowski, Gil Pérez, Wegelius, Zampieri, Moreni, Eltink, Gómez Gómez, Rodríguez Oliver e Kessler. L'attacco prende in fretta proporzioni notevoli, e il vantaggio massimo, toccato al km 82, è di 13'05". La Quick Step si mette a inseguire; al traguardo Intergiro di Certaldo (km 114) primeggia Gómez Gómez, su Strauss e Baranowski, mentre il gruppo transita con un ritardo di 10'10". In testa foratura per M. Strauss che rientra rapidamente nel gruppo dei battistrada.
Il margine viene rosicchiato, ma davanti sono in tanti e resistono bene: il vantaggio è ancora di 9'15" al km 140. In vista del San Baronto (Gpm di 2a categoria che scollina al km 163), prende in mano la situazione il Team Csc e il distacco dai fuggitivi cala vistosamente: in cima alla salita primo Gil Pérez, secondo Zampieri, terzo Parra, il gruppo a 4'57".
Il margine si assottiglia ulteriormente prima della salita del Sammommè (1a categoria, vetta al km 194), e allora dal gruppo di testa contrattaccano, al km 184, Zampieri, Gil Pérez e Gómez Gómez. I tre guadagnano circa mezzo minuto, poi sul Sammommè Gómez si stacca. Dal gruppo dei fuggitivi Kessler fuoriesce per riportarsi sui primi, ma non riesce a raggiungerli. Gil Perez e Zampieri hanno un vantaggio di 14" su Gomez, 56" su Kessler e 2'15" sul gruppo maglia rosa.
Il gruppo è tirato a tutta forza dai Csc e poi dalla maglia verde Rujano. Sono però i Lampre ad attaccare seriamente, alternandosi prima Simoni, poi Cunego. Bettini, maglia rosa, si stacca, così come Honchar. Più avanti mollano anche Cioni, Garzelli, Sella e Basso. In testa Zampieri è in difficoltà e si stacca. Gil Perez transita primo al Gpm mentre il gruppetto di Cunego, Simoni, Di Luca e Savoldelli ha un ritardo di 1'15". Basso transita a 1'40" dal battistrada. Tra la fine della salita e la discesa vengono ripresi tutti i fuggitivi della prima ora, a parte Gil Pérez. A meno di tre chilometri dal traguardo caduta di Garzelli e Cioni in una curva.
Lo spagnolo mantiene il vantaggio e va a vincere, Cunego regola Di Luca nello sprint per il secondo posto e alza le braccia, convinto di aver vinto (non sa che Gil Perez è già arrivato), Simoni è con loro, mentre Garzelli termina con più di 2' di ritardo ma viene classificato con il ritardo del gruppo di cui faceva parte (50"). Anche Basso limita i danni chiudendo a 50" dal vincitore ma perde solo 30" dai migliori. La maglia rosa torna sulle spalle di Danilo Di Luca, con Bettini che termina 37° a 1'48".