Tá merala 203,1 km a viedla z Castelldefelsu do lyžiarskeho strediska Vallter 2000 pri obci Setcases. Yates sa zároveň posunul aj na čelo priebežného poradia. Slovenský cyklista Peter Sagan z Bory-hansgrohe v horskej etape o popredné priečky nebojoval.
Druhé miesto obsadil Kolumbijčan Esteban Chaves z tímu BikeExchange s odstupom 13 sekúnd, tretí prišiel do cieľa Španiel Alejandro Valverde z Movistaru s mankom 19 sekúnd.
Cyklisti vyrazili na trať vo výške 2 metre nad morom v olympijskom centre Castelldefels neďaleko kanála, ktorý slúžil počas OH 1992 v Barcelone rýchlostným kanoistom. Väčšinu etapy ich čakala jazda do kopca, záverečné stúpanie malo 11,3 kilometra s priemerným sklonom 7,6%. Podľa očakávania sa rozhodovalo v ňom. Pod kopec síce ešte prišiel na čele deväťčlenný únik, no jeho náskok sa rýchlo scvrkával.
Štyri kilometre pred cieľom sa Yatesa snažila udržať ešte trojica súperov, ako najväčšia hrozba sa javil Valverde. Pelotón si držal odstup približne 25 sekúnd. Dva kilometre pred cieľom však odpadol aj španielsky majster sveta z roku 2018 a klesol napokon až za Chavesa, ktorý zaútočil z pelotónu.
V celkovom hodnotení Yates vedie o 45 sekúnd pred tímovým kolegom Richiem Portem. Na tretiu pozíciu spadol líder po 2. etape, Portugalčan Joao Almeida z Deceunincku QuickStep. Jeho odstup je 50 sekúnd.
