Col du Tourmalet'n nousussa pääjoukon vetotyöstä vastasi pitkään Jens Voigt (Leopard). Ryhmästä putosivat kokonaiskilpailun kärkisijoilla olleet Jakob Fuglsang (Leopard), Robert Gesink (Rabobank) ja Tony Martin (HTC-Highroad). Viisi kilometriä ennen Tourmalet'n huippua Geraint Thomas ajoi yksin etapin kärjessä, mutta Jérémy Roy tavoitti hänet uudelleen ja ehti ensimmäisenä vuoren huipulle. Päivän viimeisen nousun Luz-Ardidenin alkaessa Roy ja Thomas olivat kolme minuuttia pääjoukon edellä. Takaa-ajoon lähteneet Samuel Sánchez (Euskaltel) ja Jelle Vanendert (Omega Pharma) ohittivat heidät kahdeksan kilometriä ennen maalia. Pääjoukosta putosi useita ajajia Liquigasin Sylwester Szmydin ja Ivan Basson vetotyön tuloksena. Fränk Schleck onnistui irtautumaan ryhmästä 2,5 kilometriä ennen maalia. Hän ei aivan ehtinyt tavoittaa kärkikaksikkoa, joista Sánchez otti uransa ensimmäisen etappivoiton Ranskan ympäriajossa pudotettuaan Vanendertin kyydistään noin 250 metriä ennen maalia. Alberto Contador hävisi 13 sekuntia muille ennakkosuosikeille, Ivan Bassolle, Cadel Evansille ja Andy Schleckille. Thomas Voeckler onnistui säilyttämään kokonaiskilpailun johtonsa pysyttyään kärkimiesten ryhmässä lähes maaliin saakka. Hän sai hyvin tukea Europcar-tallinsa muilta ajajilta, etapin loppuvaiheessa etenkin Pierre Rollandilta.[1]
Thor Hushovd saavutti uransa yhdeksännen etappivoiton Ranskan ympäriajossa. Hän kuului yhdeksän ajajan irtiottoryhmään, joka karkasi pääjoukolta etapin alkuvaiheessa. Hän irtosi kärkiryhmästä Col d'Aubisquen nousun alkaessa. Jérémy Roy tavoitti hänet Eaux-Bonnesin kylpyläkaupungin jälkeen ja karkasi Hushovdilta yhdeksän kilometriä ennen vuoren huippua. Hetkeä myöhemmin myös David Moncoutié ohitti norjalaisen. Vuoren huipulla Roy oli 53 sekuntia ennen Moncoutiéta ja 2.03 ennen Hushovdia.[2]
Hushovd tavoitti Moncoutién alamäessä ja 20 kilometriä ennen maalia he olivat minuutin ja viisi sekuntia Royta jäljessä. Kymmenen kilometrin päässä maalista ero oli enää 18 sekuntia. Kolme kilometriä ennen maalia Hushovd karkasi Moncoutiélta, saavutti hetkessä Royn, ja pudotti tämän kyydistään. Moncoutié nousi lopulta toiseksi ohi Royn. Kirimiehenä tunnettu Hushovd kuvasi vuorietapin voittoa "uransa parhaaksi hetkeksi".[2]
Pyreneiden viimeisen vuorietapin alkuvaiheessa lähti suuri irtiottoryhmä, jonka ero pääjoukkoon kasvoi parhaimmillaan niin suureksi, että Sandy Casar oli jonkin aikaa virtuaalisesti kokonaiskilpailun johdossa. Hän ajoi etapin päättäneessä Plateau de Beillen nousussa yksin etapin kärjessä. Jelle Vanendert irtosi kokonaiskilpailun kärkiajajien ryhmästä, ohitti Casarin ja ajoi etappivoittoon, vaikka Samuel Sánchez lähtikin tavoittamaan häntä viimeisillä kilometreillä. Andy Schleck tuli maaliin kaksi sekuntia ennen muita ennakkosuosikkeja ja Maillot jaune -paidan hallussaan pitänyttä Thomas Voeckleria.[3]
Mickael Delage (FDJ) lähti irtiottoon heti etapin alettua, ja sai mukaansa Anthony Delaplacen (Saur-Sojasun), Samuel Dumoulinin (Cofidis), Mihail Ignatjevin (Katjuša) ja Niki Terpstran (Quick Step). He ajoivat yhdessä, kunnes Ignatjev hyökkäsi 22 kilometriä ennen maalia, ja vain Terpstra pystyi seuraamaan. Terpstra karkasi Ignatjevilta 6,5 kilometriä ennen maalia, mutta tuli pääjoukon tavoittamaksi Philippe Gilbertin iskun seurauksena. Loppukirissä Mark Cavendish otti uransa 19. Ranskan ympäriajon etappivoiton ennen Tyler Farraria.[4]
Kymmenen pyöräilijää lähti irtiottoon 60 kilometriä ennen etapin maalia. 45 kilometrin päässä maalista he olivat kuusi minuuttia pääjoukon edellä. Mihail Ignatjev yritti ratkaisua 20 kilometriä ennen maalia, ja sai Dries Devenynsin mukaansa. Ryder Hesjedal ohitti kuitenkin heidät, ja ajoi yksin kärjessä, kunnes Edvald Boasson Hagen ja Thor Hushovd tavoittivat hänet yhdeksän kilometriä ennen maalia. Hesjedal auttoi loppukirissä tallitoverinsa Hushovdin voittoon ennen toista norjalaista Boasson Hagenia.[5]
Alberto Contador hyökkäsi pääjoukosta etapin viimeisessä nousussa 15 kilometrin päässä maalista. Muutamaa kilometriä myöhemmin hän teki uuden yrityksen, johon vain Cadel Evans ja Samuel Sánchez pystyivät vastaamaan. Col de Mansen vuorelta laskettaessa kolmikko teki Evansin johdolla lisää eroa Schleckin veljeksiin ja Thomas Voeckleriin. Lopun tasaisella osuudella Evans karkasi Contadorilta ja Sánchezilta kolmen sekunnin päähän.[5]
60 kilometrin ajon jälkeen muodustui 14 pyöräilijän irtiottoryhmä, josta Rubén Pérez irtosi Sestrieren nousussa, mutta tuli myöhemmin tavoitetuksi. Edvald Boasson Hagen teki oman ratkaisunsa, kun päivän viimeistä nousua Coté de Pramartinoa oli jäljellä 3,5 kilometriä. Hän voitti etapin lopulta 40 sekunnin erolla Bauke Mollemaan, kolmas oli Sandy Casar.[6]
Kokonaiskilpailun kärkiajajista Alberto Contador, Andy Schleck ja Fränk Schleck yrittivät ratkaisua viimeisessä nousussa, mutta tuloksetta. Alamäessä Contador ja Samuel Sánchez pääsivät muilta kärkiajajilta karkuun. Cadel Evans ja Schleckin veljekset onnistuivat kuitenkin tavoittamaan espanjalaiskaksikon. Thomas Voeckler ajautui puolestaan kahdesti ulos tieltä ja saapui maaliin 27 sekuntia Evansin jälkeen samassa ryhmässä Ivan Basson kanssa.[6]
Suuri irtiottoryhmä muodostui juuri ennen välikiriä, noin 40 kilometrin ajon jälkeen. Päivän ensimmäisen suuren vuoren, Col Agnelin huipulle saapui kärjessä 11 ajajaa, ensimmäisenä Maksim Iglinski. Col d'Izoardin nousussa, noin 60 kilometrin päässä maalista, Andy Schleck karkasi muilta kokonaiskilpailun kärkipyöräilijöiltä. Iglinski oli ensimmäisenä vuoren huipulla, alle kaksi minuuttia ennen Schleckiä, ja neljä minuuttia ennen muita ennakkosuosikkeja. Huonona alamäkiajajana pidetty Schleck sai laskussa vetoapua irtiotossa olleelta tallitoveriltaan Maxime Monfortilta.[7]
Andy Schleck nousi virtuaalisesti kokonaiskilpailun johtoon tasamaaosuudella, ajaessaan samassa ryhmässä Monfortin, Dries Devenynsin, Nicolas Rochen ja Jegor Silinin kanssa. He tavoittivat kärjessä ajaneen Iglinskin 30 kilometriä ennen maalia. 15 kilometrin päässä maalista Schleck, Iglinski ja Roche olivat lähes neljä minuuttia edellä pääjoukkoa, joka pieneni Galibierin nousussa Cadel Evansin vetotyön seurauksena. Schleck pudotti Iglinskin nousun aikana ja ajoi selvään voittoon, vaikka olikin vaikeuksissa viimeisellä kilometrillä. Fränk Schleck kiri lopulta toiseksi ennen Evansia, Ivan Bassoa ja Thomas Voeckleria, joka säilytti edelleen kokonaiskilpailun johtonsa 15 sekunnin erolla Andy Schleckiin. Alberto Contador putosi takaa-ajajien ryhmästä muutama kilometri ennen maalia. Etapilla kahdeksanneksi sijoittunut Rein Taaramäe nousi nuorten kilpailun johtoon.[7]
89 ajajaa jäi etapilla enimmäisaikarajan ulkopuolelle, joukossa mm. pistekilpailun kärkikolmikosta Mark Cavendish ja Philippe Gilbert. Kilpailun tuomaristo salli heidän jatkaa, koska kyseessä oli vaativa vuorietappi. Rangaistukseksi aikarajan ylittäneiltä vähennettiin 20 pistettä pistekilpailun tuloksista.
14 ajajan ryhmä lähti irtiottoon heti etapin alussa. Alberto Contador teki iskun pääjoukosta 15 kilometrin ajon jälkeen päivän ensimmäisessä nousussa Télégraphessa, ja vain muutama pyöräilijä pystyi seuraamaan. Viisi kilometriä ennen huippua hän lisäsi uudelleen vauhtia ja vain Andy Schleck pysyi hänen mukanaan, Cadel Evans ja Thomas Voeckler putosivat. Evansille tuli vaikeuksia pyöränsä kanssa, ja hän putosi pian pääjoukkoon. Voeckler yritti pysyä lähietäisyydellä kärkijoukkoon, johon Contadorin ja Schleckin lisäksi kuuluivat alkuperäisessä irtiotossa mukana olleet Rui Costa ja Christophe Riblon. Col du Galibierin nousussa Voeckler putosi pääjoukkoon, josta hetkeä myöhemmin Samuel Sánchez lähti irtiottoon. Galibierin huipulla Schleckin ja Contadorin ryhmä oli 20 sekuntia ennen Sánchezia ja 34 sekuntia ennen Evansia, josta Voeckler oli pudonnut minuutin päähän.[8]
Alamäessä Sánchez tavoitti neljä kärkiajajaa, ja 25 kilometrin päässä maalista myös seuraava ryhmä tavoitti heidät. Pierre Rollandin teki iskun, johon vastasi ainoastaan Ryder Hesjedal. Pääryhmässä kukaan ei ollut halukas tekemään vetotyötä, ja niin Team Europcarin apuajajat onnistuivat tuomaan Thomas Voecklerin takaisin ryhmään juuri ennen etapin päättäneen Alpe d'Huez'n nousun alkua. Nuorten kilpailua johtanut Rein Taaramäe ja kokonaiskilpailun johtaja Voeckler putosivat ensimmäisten joukossa nousun alkuvaiheessa. Alberto Contador hyökkäsi 12,5 kilometriä ennen maalia. Hän tavoitti pian Hesjedalin sekä Rollandin, joka pystyi seuraamaan häntä kilometrin verran. Peter Velits irtautui takaa-ajoryhmästä yhdeksän kilometriä ennen maalia. Hän sai mukaansa Sánchezin, joka pudotti slovakialaisen pian kyydistään ja tavoitti Rollandin. He tavoittivat Contadorin 2,5 kilometriä ennen maalia, ja Rolland teki saman tien ratkaisevan iskun. Hän voitti etapin 11 sekunnin erolla ennen Sánchezia, ja nousi samalla nuorten kilpailun johtoon. Kokonaiskilpailun johtoon noussut Andy Schleck hävisi etappivoittajalle 57 sekuntia, Voeckler puolestaan 3 minuuttia 22 sekuntia.[8]
83 ajajaa jäi etapilla enimmäisaikarajan ulkopuolelle 18 sekunnilla, joukossa mm. pistekilpailun kärkikaksikko Mark Cavendish ja José Joaquín Rojas. Kilpailun tuomaristo salli heidän jatkaa, koska kyseessä oli vaativa vuorietappi. Rangaistukseksi aikarajan ylittäneiltä vähennettiin 20 pistettä pistekilpailun tuloksista.
Tony Martin voitti 42,5 kilometrin aika-ajoetapin ajalla 55.33. Toiseksi sijoittunut Cadel Evans siirtyi kokonaiskilpailun johtoon ja varmisti käytännössä vuoden 2011 Ranskan ympäriajon voiton kukistettuaan Andy Schleckin aika-ajossa kahdella minuutilla ja 31 sekunnilla. Alberto Contador oli etapilla kolmas.[9]
Cadel Evans voitti ensimmäisenä eteläiseltä pallonpuoliskolta kotoisin olevana pyöräilijänä Ranskan ympäriajon kokonaiskilpailun. Seuraaville sijoille tulleet Andy ja Fränk Schleck olivat puolestaan ensimmäiset Ranskan ympäriajon kokonaiskilpailussa samana vuonna kolmen parhaan joukkoon sijoittuneet veljekset. Viimeisen etapin massakirin kautta voittanut Mark Cavendish voitti myös pistekilpailun. Hän voitti yhteensä viisi etappia. Mäkikirikilpailun voitti Samuel Sánchez, nuorten kilpailun Pierre Rolland ja joukkuekilpailun Garmin-Cervélo.[10]