Si conclude con un'affermazione di Denis Menchov il primo arrivo in salita della Vuelta 2004. Al km 10 vanno in fuga in 14 (tra gli altri Astarloza, Bodrogi e Lastras), ma l'azione non supera i 35" di margine e viene annullata al km 30. Al km 53 ci provano Berges, Veneberg, Cabello, O'Grady, Tankink, Jalabert, López de Munaín, Fernández Domingo, Cruz, Unai Osa, Astarloa, Quinziato, Gonzalez Capilla, Vandborg, Rebollo, Caruso, Gutierrez García. Raggiungono un vantaggio di 2'56" al km 68, ma poi l'azione di Saeco e Kelme riduce il distacco. O'Grady, Veneberg, Tankink, Osa e Jalabert si avvantaggiano allora sui compagni di fuga, che nel frattempo vengono ripresi dal gruppo. Ma anche per i 5 superstiti non c'è molto spazio, e il gruppo torna compatto al km 160.

Proprio in quel momento Vinokourov sta vivendo il suo dramma sportivo: alle prese con un'intossicazione intestinale (così come diversi suoi compagni di squadra: infatti si ritirano Wesemann, Hiekmann e Botero), il kazako perde terreno e chiuderà la tappa a 17'06" da Menchov.

Sul Puerto de Torremiró, colle di seconda categoria che svetta a 11 km dal traguardo, il gruppo si screma, e la maglia oro Joachim si stacca dai migliori. Aitor Gonzalez prova l'allungo, imitato da Di Luca, Cioni, Martin Perdiguero e Cunego, che pare messo bene. Ma nessuno riesce a fare la differenza. Si scollina e la Kelme fa l'andatura in discesa, ma sull'ultima salita è ancora Aitor Gonzalez a provare l'evasione, insieme a Joaquin Rodriguez.

Nozal prova ad accodarsi ai due, ma poi è Piepoli con Sastre ad avvicinare Gonzalez (Rodriguez perde le ruote). Menchov, a meno di 2 km dal traguardo, fa la sua sparata e supera tutti, volando verso il successo di tappa, mentre anche Valverde prova a rimontare, ma sarà solo terzo. Beltran è la nuova maglia oro grazie ai migliori piazzamenti nei confronti del suo compagno di squadra Landis, che ha il suo stesso tempo