Partant de Morella, cette étape se déroule en Communauté valencienne en direction du sud jusqu'à la commune de Soneja pour ensuite virer vers l'est et rejoindre la Mer Méditerranée. Le parcours vallonné ne comporte qu'un col de 2e catégorie, le Collado de la Ibola situé à 55 km de l'arrivée. Les quinze derniers kilomètres sont plats. Les coureurs arrivent à Borriana, ville côtière située sur la Costa del Azahar.
Déroulement de la course
Après une quinzaine de kilomètres, l'Uruguayen Eric Fagúndez (Burgos-BH) part seul en tête, creuse rapidement un écart sur le peloton et compte jusqu'à cinq minutes et trente secondes d'avance après une cinquantaine de kilomètres de course. Ensuite, l'écart diminue progressivement. Après un raid en solitaire de plus de 110 kilomètres en tête, Fagúndez est repris à 3 kilomètres du sommet du Collado de la Ibola (montée de 11,4 km à 3,9 % de pente moyenne) par l'Argentin Eduardo Sepúlveda, le porteur du maillot à pois, qui s'isole en tête un kilomètre plus loin et franchit le col avec trente-cinq secondes d'avance sur Fagúndez et une minute et dix secondes sur le peloton. Sepúlveda est repris par le peloton à trente-huit kilomètres du terme provoquant un regroupement général. Le peloton contrôlé par les équipes des sprinteurs file vers l'arrivée. Répondant à l'équipe UAE Emirates qui visait la bonification du sprint intermédiaire de Nules, le maillot rouge Remco Evenepoel (Soudal Quick-Step) réagit et remporte ce sprint, engrangeant six secondes de bonification. Comme la veille, l'Australien maillot vert Kaden Groves (Alpecin Deceuninck) est le plus rapide au sprint de l'arrivée. À Borriana, il devance l'Italien Filippo Ganna (Ineos Grenadiers) et le Belge Dries Van Gestel (TotalEnergies). Groves signe donc une seconde victoire consécutive sur la Vuelta 2023.