A szakasz első felén szinte sík terep várt a kerekesekre, a második rész viszont annál nehezebbnek ígérkezett, állandó hegy-, majd lejtmenetben. Előbb három harmadik kategóriás emelkedőt kellett teljesíteniük a versenyzőknek, majd jött két második kategóriás próbatétel.
A szakaszt folyamatos támadások jellemezték, változó létszámú szökevénycsoporttal, amelyből időnként egyesek leszakadtak, mások viszont felzárkóztak. A hegyi részhez érve aztán masszív előnyt kovácsoltak: 60 kilométerrel a cél előtt öt perccel elhúztak a mezőnytől. A szökevények közben a részpontokért versenyeztek, közöttük a legszorgosabbnak a monacói Victor Langellotti (Burgos-BH) bizonyult.
Miután a főmezőny nem tudott érdemben közelebb kerülni a szökevényekhez - 20 km-rel a cél előtt még mindig megvolt az ötperces különbség -, utóbbiak döntöttek egymás között a szakaszgyőzelemről. Soleré (UAE Emirates) volt az utolsó sikeres támadás, akit társai a célig nem tudtak utolérni.
Molard az első üldöző csoporttal, négy másodperc hátránnyal érkezett be negyedikként, összetettben pedig úgy állt az élre, hogy előnye 4:09 perc a mezőnnyel célba ért Rogliccsal szemben. Utóbbit összetettben további három rivális is megelőzött a szökevények közül.
Eredmények:
5. szakasz, Irun-Bilbao, 187,2 km:
1. Marc Soler (spanyol, UAE) 4:15:23 óra
2. Daryl Impey (dél-afrikai, Israel-Premier Tech) 4 másodperc hátrány
3. Fred Wright (brit, Bahrain Victorius) azonos idővel
4. Rudy Molard (francia, Groupama-FDJ) a. i.
5. Lawson Craddock (amerikai, BikeExchange-Jayco) a. i.
6. Nikias Arndt (német, DSM) a. i.
...23. Primoz Roglic (szlovén, Jumbo-Visma) 5:09 perc h.
Az összetett élcsoportja:
1. Molard 16:07:22 óra
2. Wright 2 mp hátrány
3. Arndt 1:09 perc h.
4. Craddock 2:27 p h.
5. Roglic 4:09 p h.
Csütörtökön a Bilbao és Pico Jano közötti 181,2 kilométer, majd annak végén hegyi befutó vár a mezőnyre a 77. Vuelta a Espanán, amely összesen 3280 kilométert tesz meg, amíg szeptember 11-én célba ér Madridban.