Le Giro 2024 débute à Venaria Reale, dans la banlieue nord-ouest de Turin, non loin du stade de la Juventus. Le parcours s'oriente d'abord vers le nord puis l'est en passant par Volpiano avant de prendre la direction du sud puis de revenir vers l'ouest et Turin où les coureurs franchissent une première fois la ligne d'arrivée avant d'entamer une boucle d'une trentaine de kilomètres. Cette étape vallonnée comporte successivement un col de 4e catégorie, un col de 3e catégorie et un col de 2e catégorie, le Colle Maddalena (montée de 6,1 km avec une pente moyenne de 7,4 % et un passage à 12 %), franchi à 22 kilomètres de l'arrivée dans la capitale piémontaise. Un sprint intermédiaire a lieu à Moncalieri, à 9,6 kilomètres de l'arrivée et une dernière pente, le Bivio di San Vito, se dresse à 3 kilomètres de l'arrivée.
La première échappée du Giro 2024 se forme dès les premiers kilomètres. Elle se compose des Français Louis Barré (Arké– B&B Hotels), Lilian Calmejane (Intermarché-Circus-Wanty) et Nicolas Debeaumarché (Cofidis), des Italiens Andrea Pietrobon (Team Polti Kometa) et Filippo Fiorelli (VF Group-Bardiani CSF-Faizanè) ainsi que de l'Érythréen Amanuel Ghebreigzabhier (Lidl-Trek). À une soixantaine de kilomètres de l'arrivée, Calmejane et Ghebreigzabhier lâchent leurs compagnons d'échappée et s'isolent en tête, comptant à ce moment trois minutes d'avance sur le peloton. Au pied du Colle Maddalena (28 km de l'arrivée), le duo de tête possède encore une avance de 1 min 50 sec sur le peloton. Sous l'impulsion de l'équipe UAE Emirates, l'écart entre les deux premiers et le peloton fond dans cette ascension. À l'avant, Ghebreigzabhier est distancé par Calmejane qui franchit ce col avec une poignée de secondes d'avance sur le peloton. Dans la descente, Calmejane augmente son avance dans un premier temps mais il est finalement repris par un groupe de chasse de sept hommes à 10 kilomètres de l'arrivée. À six kilomètres du terme, Nicola Conci (Alpecin Deceuninck) attaque et creuse un écart d'une trentaine de secondes. Dans la seconde montée de Bivio di San Vito, Conci est repris et dépassé par Tadej Pogačar (UAE Emirates) et Jhonatan Narváez (Ineos Grenadiers), sortis du peloton. Maximilian Schachmann (Bora Hansgrohe) revient sur le duo de tête dès le début de la descente. Les trois hommes se disputent le sprint où Jhonatan Narváez s'impose et revêt le premier maillot rose de ce Giro.