La prova in linea maschile dei Giochi Olimpici di Londra va al kazako Alexandre Vinokourov, giunto all'ultima gara della carriera. Nei primi 20 km di corsa va via una fuga con all'interno Marco Pinotti. Insieme al bergamasco Jurgen Roelandts (Belgio), Fumiyuki Beppu (Giappone), Jonathan Castroviejo (Spagna), Lieuwe Westra (Olanda), Tim Duggan (USA), Denis Menchov (Russia), Janez Brajkovic (Slovenia), Michael Schär (Svizzera), Alexander Kristoff (Norvegia) e Sung Baek Park (Corea del Sud).
Era la tappa regina, questa che arrivava sul Passo dello Stelvio. Se la prende Thomas De Gendt, che arriva da solo dopo un'impresa bellissima. Se ne va subito una fuga di 14 uomini: Amador, Samoilau, Slagter, Clement, Denifl, Zaugg, Caruso, Losada, Vande Velde, Rabottini, Frank, Kreuziger, Bono e Serpa. Vantaggio che fatica a salire ma che nei pressi dell'Aprica è a 3'10". Dietro tira la Colnago-CSF Inox di Pozzovivo. All'Aprica il vantaggio è di 4'04". A Teglio Rabottini transita per primo e conquista matematicamente la maglia azzurra di miglior scalatore. Il gruppo insegue a 5'58".
Inizia il Mortirolo ed i 14 davanti si sgranano inevitabilmente, mentre dietro è la Liquigas a fare l'andature, insieme a Spezialetti che lavora per Scarponi. Il gruppo ha un ritardo di 2'38" all'imbocco. Scatta tra i primi in testa Oliver Zaugg, raggiunto presto da Matteo Carrara. Rientra con un'azione bellissima Damiano Caruso. Christian Vande Velde e José Serpa raggiungono Zaugg e Caruso mentre Carrara paga l'enorme sforzo fatto e perde terreno. Dal gruppo maglia rosa esce proprio Joaquim Rodríguez seguito da Ryder Hesjedal. Sopraggiunge Scarponi con Urán ed Henao.