Die Strecke führte überwiegend in westlicher, im Schlussteil in nordöstlicher Richtung durch die Départements Aude und Ariège. Nach dem Start in Limoux (179 m) ging es zunächst über Quillan (288 m) hinauf zum Col du Portel (601 m), der ersten Bergwertung in den Pyrenäen. Über Lavelanet (504 m) wurde Tarascon-sur-Ariège (479 m) erreicht, wo der Zwischensprint ausgetragen wurde und sich auch die Verpflegungsstelle befand. Von dort ging es hinauf zum Port de Lers (1517 m), einer Bergwertung der 1. Kategorie. Nach der Passage von Massat (658 m) wurde zum ersten Mal in der Geschichte der Tour der bis zu 18 % steile Anstieg zur Mur de Péguère (1375 m) bezwungen. Von dieser Passhöhe der 1. Kategorie waren es noch fast 40 Kilometer bis zum Ziel in Foix (410 m).
Noch 163 der ursprünglich 198 Fahrer nahmen diese Etappe in Angriff. Nach dem Start versuchten verschiedene Einzelfahrer und Gruppen auszureißen, das Feld ließ sie jedoch nicht gewähren. Geschlossen überquerte es den Col du Portel, wobei die Bergwertung an Thomas Voeckler ging. Etwa ein Drittel der Fahrer war im Anstieg abgehängt worden, konnte aber später aufschließen. Bei Kilometer 35 setzten sich vorne Peter Sagan, Steven Kruijswijk und Sérgio Paulinho ab. Etwas später gesellten sich Philippe Gilbert, Eduard Worganow, Cyril Gautier, Gorka Izagirre, Sébastien Minard, Sandy Casar, Luis León Sánchez und Peter Velits zu ihnen.
Die nun elf Fahrer umfassende Spitzengruppe vergrößerte kontinuierlich ihren Vorsprung auf das Feld, der bei Kilometer 72 bereits zehn Minuten betrug. Den Zwischensprint entschied Sagan für sich; Schnellster des Feldes, das zu diesem Zeitpunkt 13:20 Minuten zurücklag, war André Greipel. Zu Beginn des Anstiegs zum Port de Lers lag das Feld eine Viertelstunde hinter der Spitze zurück. Als Erster überquerte Paulinho die Passhöhe. In der Abfahrt erlitt Gautier einen Defekt, konnte aber nach einigen Kilometern wieder zur Spitze aufschließen. Im Anstieg zur Mur de Péguère erhöhte Sánchez das Tempo und riss dadurch die Gruppe auseinander. Mit ihm konnten nur Sagan, Izagirre, Gilbert und Casar mithalten; letzterer gewann die Bergwertung.
Nahe der Passhöhe erlitten rund 30 Fahrer des Hauptfeldes Reifenpannen. Wie sich später herausstellte, waren Nägel auf der Straße verstreut worden. Prominentestes Opfer war Cadel Evans, der innerhalb kurzer Zeit dreimal wegen eines Defekts anhalten musste; beim ersten Defekt auf der Passhöhe verlor er über eine Minute, als er auf den Mannschaftswagen wartete. Auch Bradley Wiggins musste wegen eines Defekts kurz absteigen und sein Rad wechseln. Die Gruppe um Wiggins drosselte das Tempo merklich, so dass die Evans-Gruppe später aufschließen konnte. Robert Kišerlovski stürzte infolge eines Defekts und musste das Rennen mit Verdacht auf Schlüsselbeinbruch aufgeben.[1]
In der Zwischenzeit lancierte Sánchez elf Kilometer vor dem Ziel einen Angriff und ließ seine vier Begleiter stehen. Mit 47 Sekunden Vorsprung gewann er seine insgesamt vierte Tour-Etappe. Das Hauptfeld kam mit einem Rückstand von 18:15 Minuten ins Ziel.[2]