Jazdec stajne Lotto Soudal vo štvrtkovej dotiahol do víťazného konca únik skupiny, ktorý sa vytvoril krátko po štarte v Montpellier, a po 178 kilometroch ako prvý vyšliapal na legendárny Mont Ventoux v čase 4:31:51 h. Druhú priečku obsadil jeho krajan Serge Pauwels z Dimension Data a tretí bol Španiel Daniel Navarro.
Záverečné kilometre etapy však poznačil incident, keď trojica ašpirantov na celkové poradie vrazila do sprievodnej motorky, ktorá zrazu zastala, a zosypali sa na zem. Líder poradia Brit Chris Froome zo Sky pritom rozbil bicykel a niekoľko minút čakal na svoj. Z prvého miesta sa podľa predbežných výsledkov prepadol mimo vedúcu trojicu, no krátko po konci etapy nebolo jasné, či rozhodcovia budú pre incident upravovať poradie.
Držiteľ zeleného dresu Slovák Peter Sagan prišiel do cieľa s výraznou stratou. Organizátori naplánovali štvrtkovú 12. etapu 103. ročníka na francúzsky národný sviatok - Dobytie Bastily. Končiť sa mala výstupom na ikonický kopec Tour Mont Ventoux, no pôvodný plán im prekazili poveternostné podmienky. Keďže predpovede počasia hlásili už v stredu, že na vrchole má duť vietor s rýchlosťou cez 100 km/h, cieľ posunuli o šesť kilometrov nižšie na Chalet Reynard (1435 m.n.m, 9,5 km, priemerný sklon 9%). Bezpečnostné opatrenia sa vyplatili, vo štvrtok bola rýchlosť vetra na vrchole cez 125 km/h.
Ihneď po štarte prišlo k viacerým útokom, nakoniec sa z nich sformoval 14-členný únik, v ktorom figurovali napríklad Sep Vanmarcke (Lotto-Jumbo), Serge Pauwels (Dimension Data), Francúzi Bryan Coquard a Sylvain Chavanel (Direct Energie) či Cyril Lemoine (Cofidis). Za nimi sa rozbehlo do protiútoku šesť pretekárov, z vedúcej skupiny odpadol Paul Voss, ktorý dostal defekt. Po necelej hodine jazdy mala vedúca skupina náskok už 10 minút na pelotón, šestica za ňou strácala tri. Sto kilometrov pred cieľom narástol náskok na 17 minút, no keďže v úniku nebol nik, kto by mohol výraznejšie prehovoriť do celkového poradia, balík sa ju nesnažil príliš sťahovať.
Trinásti jazdci na čele si podelili body na rýchlostnej prémii i dvoch vrchárskych 4. a 3. kategórie a blížili sa k úpätiu Mont Ventoux. To už zvýšil tempo aj pelotón a viacerí pretekári začali zaostávať. Medzi nimi bol aj Peter Sagan, ktorý mal po stredajšom výbornom víťazstve "voľnejší" deň. Spolu s ním bol v grupette aj Thibaut Pinot, ktorý jazdil v bodkovanom drese pre lídra vrchárov. Skupinu lídrov na celkové poradie ťahali pretekári Sky, ktorí sa však asi 30 km pred cieľom zaplietli do pádu, Froome na zemi neskončil a britská stajňa nakoniec nič nestratila.
Vedúca skupina sa vplyvom silného vetra a ťažkého stúpania potrhala a na čele ostali najlepší vrchári z nej Daniel Navarro, Thomas de Gendt a Pauwels. Pretekať sa začalo aj v skupine lídrov, najprv si z nej odišiel dopredu Alejandro Valverde, aby 5 km pred cieľom vyzval jeho tímový kolega z Movistaru Nairo Quintana do akcie Froomea. Ten si vďaka spolupráci s dvomi spolujazdcami ataky postrážil. So zvýšeným tempo mali ale problémy Roman Kreuziger (Tinkoff) i Daniel Martin (Etixx-QuickStep).
Na konci bojovali o etapové víťazstvo už len de Gendt a Pauwels, ktorý jeden druhému neustále nastupovali, no nik z nich sa dlho nevedel definitívne odtrhnúť. Nakoniec si to rozdali v špurte a ten vyhral s prehľadom de Gendt, ktorý tak dosiahol najväčší úspech v kariére.
Za nimi pokračoval boj o žltý dres. Kilometer a pol pred koncom nastúpil Froome, s ktorým to vydržal iba Richie Porte. Na silný nástup obhajcu trofeje nedokázal prekvapujúco reagovať Nairo Quintana. Naopak k dvojici Froome, Porte sa výborne vrátil Holanďan Bauke Mollema. Krátko pred koncom sa však odohral incident, keď na úzkej ceste lemovanej fanúšikmi odrazu zastavila sprievodná motorka, do ktorej vrazili všetci traja pretekári. Mollema a Porte sa rýchlo pozviechali, no Froome zničil bicykel a chvíľu dokonca bežal. Neskôr dostal neutrálny bicykel a až potom svoj vlastný náhradný, no aj tak prišiel do cieľa s veľkou stratou.