De Libourne à Limoges, cette étape, s'orientant vers le nord-est à travers la Gironde, la Dordogne puis la Haute-Vienne, est la seconde étape la plus longue de cette 110e édition. Dans les cent premiers kilomètres, le parcours remonte les vallées de l'Isle et de la Dronne, jusqu'à Saint-Pardoux-la-Rivière (km 123), au pied de la première difficulté répertoriée, la côte de Champs-Romain (3e catégorie, km 130,4, 2,8 km à 5,2 %). Le sprint intermédiaire est placé en aval, à Tocane-Saint-Apre (km 79). Les soixante-dix derniers kilomètres présentent un parcours vallonné jusqu'à l'arrivée à Limoges, à travers le parc naturel régional Périgord-Limousin. Dans le final, deux nouvelles ascensions répertoriées font leur apparition : la côte de Masmont (4e catégorie, km 184,7, 1,3 km à 4,5 %) et la côte de Condat-sur-Vienne (4e catégorie, km 191,4, 1,2 km à 5,4 %). L'arrivée à Limoges est jugée au sommet de l'avenue des Bénédictins (800 m à 4 %) sur la place Jourdan[1].
Au sommet de la côte de Champs-Romain (3e catégorie, km 130,4, 2,8 km à 5,2 %), Anthony Turgis passe en tête de l'échappée, avec deux minutes et cinquante-huit secondes d'avance sur le peloton. Peu avant le passage du peloton à La Chapelle Verlaine (km 136), le BritanniqueMark Cavendish (Astana Qazaqstan), codétenteur du record de victoires d'étapes remportées sur le Tour de France avec le quintuple vainqueur du Tour de France Eddy Merckx, chute. Blessé à l'épaule, il est contraint à l'abandon. A la traversée de la Petite Garde (km 161,5), le DanoisKasper Asgreen (Soudal Quick-Step) s'extirpe du peloton ; s'il ne revient pas sur l'échappée, il reste intercalé entre les deux groupes, puis il est repris à Champagnac (km 179,2), à 21 km du terme de l'étape. Dans la côte de Masmont (4e catégorie, km 184,7, 1,3 km à 4,5 %), Anthony Turgis distance ses compagnons d'échappée ; il passe en tête seul, avec vingt-sept secondes d'avance sur les deux coureurs lâchés, Anthony Delaplace et Tim Declercq, et quarante-trois secondes sur le peloton. Si le coureur d'Arkéa-Samsic est immédiatement repris par le peloton, le coureur de Soudal Quick-Step résiste jusqu'au pied de la dernière ascension, la côte de Condat-sur-Vienne (4e catégorie, km 191,4, 1,2 km à 5,4 %). Au sommet, Anthony Turgis ne compte plus que huit secondes d'avance sur le peloton.