Ayuso a dû s'y reprendre à quatre reprises, mais il a fini par faire craquer les autres favoris dans la longue montée (7,3 km) vers l'arrivée juchée à 1.300 m d'altitude. Promu leader de l'équipe UAE pour cette 60e édition de la «Course des deux mers», l'Espagnol a assumé ses responsabilités à 22 ans. Il a lâché à quatre kilomètres de l'arrivée les derniers prétendants à la victoire finale à pouvoir le suivre, le Britannique Tom Pidcock, l'Australien Jai Hindley et l'Espagnol Mikel Landa et les a devancés de treize secondes sur la ligne d'arrivée.

Ayuso a également pris les commandes du classement général. Sans surprise, l'Italien Filippo Ganna a souffert dans cette étape accidentée, mais le spécialiste du chrono de l'équipe Ineos, leader depuis sa victoire dans la première étape, a limité la casse et reste 3e du général. Il a rallié l'arrivée en 13e position, à «seulement» 50 secondes d'Ayuso, qui devance désormais au général l'Italien Antonio Tiberi de 37 secondes.