Partenza alle ore 12.11; 180 corridori al via. Tappa difficile con tante salite lungo il percorso. Pronti via e subito fuoriesce dal gruppo Andriy Grivko, seguito da Davis ed Eisel; ma Rasmussen, che ieri ha conquistato la maglia a pois, al km 4 esce dal plotone con Voigt, Botero e Moreau e si riporta sui battistrada alla ricerca di punti per la classifica del miglior scalatore. Altri corridori si riportano sulla testa della corsa e i fuggitivi cominciano la prima salita di giornata, il Col de Grosse Pierre.
Intanto si registrano diverse cadute: Contador, Davis, Eisel, Igor Gonzalez de Galdeano, poi tocca anche a Ullrich, e il gruppo lo aspetta. Nessun problema per il tedesco, non così per Gonzalez de Galdeano che si deve ritirare. In vetta al Col de Grosse Pierre (km 6,5) transita primo Rasmussen seguito a 18" da Botero, Boogerd, Garzelli e gli altri componenti della fuga.
Lungo la discesa Cioni si porta su Rasmussen, e i due iniziano a guadagnare sul gruppo, che al km 13, complici anche le cadute, è segnalato a 1'10".
Dal gruppo contrattaccano Gilbert, Voigt, Moos, Quinziato e Caucchioli, ma in breve vengono ripresi e riprovano l'azione in sei nell'ascensione al Col de Feignes (cat. 3 - 9 km al 2,9%): Voigt, Moreau, Vicioso, Moos, Landaluze e Zandio. La situazione è la seguente: Rasmussen e Cioni in testa con 2'15" sugli immediati inseguitori, il gruppo a 3'10". In vetta al Col de Feignes (km 22), primo Rasmussen davanti a Cioni, poi Moreau e gli altri inseguitori a 2'05", gruppo a 2'35". I due battistrada continuano a collaborare anche lungo la terza ascesa di giornata al Col de Bramont (cat. 3 - km 3,4 al 6,5%) e al Gpm (km 32,5) Cioni non ostacola Rasmussen che rafforza così il suo primato nella speciale classifica. Moreau transita terzo con un ritardo di 2'06" seguito dagli altri inseguitori. Poi Zberg a 3'10" e il gruppo, guidato dalla Discovery-Channel, a 4'25". Nemmeno il tempo di respirare e si torna a salire verso le Grand Ballon (cat. 2 - 21,9 km al 3,6%) con il gruppetto dei sei inseguitori a 2'20" dai battistrada, Zberg a 3'50" e il grosso del gruppo a 5'50".
Al km 50 (ancora 14 km alla vetta della lunghissima salita) il duo di testa ha 3'10" sui sei inseguitori, mentre Zberg rallenta e aspetta il gruppo che ha un ritardo di 7'40". Intanto si registra l'abbandono di Kirsipuu. A cinque km dalla vetta Rasmussen e Cioni hanno 2'30" sul gruppetto inseguitore nel quale è rientrato, dopo un attimo di defaillance, Vicioso. Il gruppo sempre tirato dalla Discovery transita a 7'55". Al Gpm (Km 64) Rasmussen precede nuovamente Cioni, terzo Moreau a 2'20" davanti a Landaluze, Voigt e Moos. Il gruppo a 7'50" nonostante il continuo lavoro della Discovery-Channel.
Nella zona del rifornimento (precisamente al km 84) caduta di Commesso e Gómez Marchante, che si rompe la clavicola sinistra mentre Commesso riparte.
I sei inseguitori non riescono mai ad avvicinarsi a meno di 2'-2'40" dai battistrada, che nel frattempo guadagnano tantissimo sul gruppo: oltre 8' per loro dopo la discesa dal Le Grand Ballon. Cioni sembra in difficoltà, e in effetti Rasmussen (che è scollinato in testa a tutti i Gpm) lo stacca una prima volta all'inizio della salitella di Col de Bussang (vetta al km 98) e poi, definitivamente, al km 96. Alla vetta Rasmussen precede di 1' Cioni, poi Moreau e Voigt a 3'15". Da solo, Rasmussen torna a guadagnare sensibilmente fino a portare il suo vantaggio sul gruppo a 10'30" (al km 110) e sugli inseguitori (il drappello di Voigt) a 4'30".
Sul Ballon d'Alsace (9,1 km al 6,8%), primo colle di prima categoria del Tour 2005 (vetta al km 115), il gruppetto degli immediati inseguitori si frantuma: al km 113 restano davanti Voigt (che è maglia gialla virtuale), Moreau e Vicioso, poco dopo anche quest'ultimo cede. Gli altri due riprendono e superano Cioni, e restano soli alle spalle del battistrada. In gruppo la Discovery Channel aumenta leggermente il ritmo e Armstrong ha ben cinque compagni. Al Gpm (km 115) Rasmussen precede la coppia Moreau-Voigt di 4'20", poi Vicioso a 5'05", Cioni a 5'12", Moos a 5'30", Zandio a 5'35", Landaluze a 6'02", il gruppo composta da una sessantina di corridori a 9'30".
Rasmussen resiste benissimo sia in discesa che nel falsopiano di 44 km che conduce al traguardo. Voigt viene rallentato da una foratura a 20 km dalla fine, ma Moreau lo aspetta, mentre il gruppo, tirato dalla Cofidis (che spinge O'Grady a un piazzamento buono per la maglia verde), riprende Landaluze, Cioni, Vicioso, Moos e Zandio. Gli altri restano irraggiungibili. Rasmussen completa l'impresa (in fuga dal km 4 al 171), e rientra in classifica, così come Moreau, mentre Voigt può festeggiare addirittura la conquista della maglia gialla. Da segnalare 20" di penalità a Menchov, a causa di scie indebite dalle ammiraglie nel finale, in seguito a una foratura, e la caduta di Rous, che sbatte contro uno spartitraffico.