Le tracé est orienté sud-sud-ouest jusqu'à Bagnères-de-Luchon, où se place le sprint intermédiaire au km 113,4. Il bascule à l'ouest pour les 60 derniers kilomètres sur lesquels l'ensemble des difficultés répertoriées dans le cadre du Grand Prix de la montagne sont concentrées.
Dans cette montée finale, l'équipe UAE du maillot jaune Pogačar mène le peloton qui perd de nombreux éléments. À 8,4 km de l'arrivée, Tadej Pogačar accélère et reprend le dernier homme de l'échappée, Anthony Perez. Deuxième au classement général, Rigoberto Urán est distancé à 7,5 km du but : un trio se forme en tête, composé de Tadej Pogačar, Jonas Vingegaard et Richard Carapaz. Ce dernier ne prend aucun relais, puis attaque à 2 km de l'arrivée, Pogačar résiste et Vingegaard parvient à retrouver le duo. Le champion slovène s'impose dans la brume sur la ligne, suivi par Vingegaard et Carapaz. David Gaudu, qui a réussi à maintenir l'écart avec le groupe Urán, termine quatrième[2].
C'est la deuxième victoire d’étape de Tadej Pogačar sur le Tour 2021, et la première dans une étape en ligne.