Al via 87 concorrenti impegnati sul tormentato anello del Montjuich lungo 14 chilometri e 627 metri e da ripetersi diciassette volte. L'avvio dei professionisti è più lento di quello dei dilettanti. Gli azzurri Polidori, Poggiali, Paolini e Bergamo navigano alla testa del plotone nei primi due giri. Uno scatto di Ocana trova pronto De Schoenmaecker, e stop subisce una sortita di Lopez Carril; stesso destino per Danguillaume stoppato da Battaglin. La media dopo tre giri è di 38,386; il primo ritirato è l'australiano Watson, mentre l'unico giapponese in gara, Kato, pedala da solo nettamente staccato. Durante il quarto giro, in discesa, una pietra schizza da una ruota e colpisce il ginocchio sinistro di Merckx, il quale viene assistito in corsa e chiede del ghiaccio. Ha una piccola ferita e sul ginocchio viene applicata una pomata. Intanto vanno in avanscoperta Martos, Polidori (sempre passivo) e Agostinho che guadagnano 1'20" e s'arrendono al sesto passaggio. Sul percorso sono stimate duecentomila spettatori. La giuria esclude dalla competizione l'elvetico Fuchs per rifornimento abusivo. Tra il settimo e il decimo giro non succede praticamente nulla, fatta eccezione per una scaramuccia di Thevenet). Durante l'undicesimo giro (km 150) Merckx rompe gli indugi e scatta deciso: gli rispondono Perurena, Gimondi, Maertens, Ocana, Zoetemelk e Battaglin. I sette di testa al passaggio sul traguardo hanno un vantaggio di 41". E' stato il giro più veloce (media 41,402 km/h) e i sette aumentano il vantaggio al giro successivo (dodicesimo) transitando con 52" di vantaggio su Danguillaume e 1'45" sul gruppo. Hanno abbandonato nel frattempo Gosta Pettersson e Verbeeck. Il francese Danguillaume, nonostante il generoso tentativo, viene ripreso dal gruppo quando mancano quattro giri alla conclusione e il vantaggio dei battistrada è di 2'08". Merckx prova ancora a forzare e Battaglin molla; al passaggio (quattordicesimo giro) in testa sono in sei con Battaglin a 25", Torres a 1'25", il resto a 3'14". Durante il quindicesimo giro attacca ancora Merckx, per ben due volte. Gli resistono solo Ocana, Gimondi e Maertens. I quattro transitano con 1'43" su Perurena, Zoetemelk e Torres e 2'34" su Battaglin che precede di poco il gruppo. Al suono della campana dell'ultimo giro i quattro di testa sembrano ormai imprendibili. Dietro ha ceduto Perurena, e con Torres e Zoetemelk troviamo Vianen. Sull'ultima salita ci prova Ocana, ma il suo tentativo ha breve durata e i quattro si giocano la vittoria allo sprint. Merckx è imballato e stanco, Ocana spento, mentre Maertens, il più giovane (23 anni), prima cerca di condurre per Merckx poi cerca di contrastare Gimondi che con una volata capolavoro è primo. Sul podio, un gradino più sotto Maertens e poi Ocana. Per l'Italia è il nono titolo mondiale e il bis, ad appena un anno di distanza dalla vittoria di Basso.