È il portoghese Rui Alberto Faria da Costa il Campione del Mondo di Firenze. Durante l'ultimo giro la salita di Fiesole ha lanciato Michele Scarponi, seguito da Joaquim Rodríguez, Alejandro Valverde, Rigoberto Urán, Rui Costa e Vincenzo Nibali. Il messinese scatta nel tratto finale della salita, affrontando la discesa con Purito Rodríguez. Nella picchiata il colombiano Urán cade e dice addio ai sogni di gloria mentre Joaquim Rodríguez se ne va da solo. Dietro inseguono Alejandro Valverde, Rui Costa e Vincenzo Nibali.
Prima della penultima ascesa di Fiesole Vincenzo Nibali, caduto malamente nel terzultimo giro, rientra in gruppo (Luca Paolini, caduto anch'egli, si ritira). Il gruppo tirato sempre dal Belgio riprende la coppia formata da Bartosz Huzarski e Giovanni Visconti. Philippe Gilbert mette il suo Belgio a controllare la corsa, in Via Salviati scatta Romain Bardet, subito stoppato da Michele Scarponi (ed immediatamente dopo dal gruppo). Si transita per l'ultima volta sul traguardo con davanti circa 50 corridori che si studiano (il solo Jan Polanc tenta un timido allungo, presto neutralizzato).
A due giri dal termine (33.2 km ancora da percorrere) Giovanni Visconti si trova in testa alla corsa con il solo polacco Bartosz Huzarski, primo a partire stamane e con oltre 200 km di fuga nelle gambe. Visconti ha raggiunto Huzarski dopo Via Salviati, mentre il gruppo, sempre tirato dal Belgio di Philippe Gilbert, vede nelle primissime posizioni, tra gli altri, Luca Paolini e Filippo Pozzato. Dopo Via Salviati una caduta coinvolge proprio Luca Paolini, Vincenzo Nibali e Michele Scarponi (che si riunisce al gruppo). Il plotone deve recuperare in 33 km 1'07" a Visconti ed Huzarski.
Il G.P. Costa degli Etruschi, 192 km da San Vincenzo a Donoratico con il circuito finale di Torre Segalari da ripetere due volte, è di Michele Scarponi. L'Aquila di Filottrano s'impone su altri due Lampre-Merida, Diego Ulissi e Filippo Pozzato, per un terzetto azzurro che ben promette ai Mondiali di Firenze, domenica. L'azione decisiva sul Gpm di Torre Segalari, con 15 uomini all'attacco (tra cui Nibali, Ulissi, Sinkewitz, Pozzato, Scarponi, Bettiol, Ratto, Santaromita e Nocentini). Scarponi ha allungato a 2 km dall'arrivo, e nulla hanno potuto gli altri due Lampre, Ulissi e Pozzato.