La terza tappa in montagna, l'unica dell'edizione con un arrivo in salita, vede la vittoria di Francesco Gavazzi. Nei 162 km tra Men Tou Gou e Badaling Great Wall si è vista dapprima una fuga di 7 uomini, andata via dopo una successione di scatti e controscatti. Protagonisti Ligthart, Nieve, Grivko, Bennett, Meier, Hoogerland e Ladagnous, arrivati ad avere sino ad oltre 4' di vantaggio sul gruppo. Ai 19 km dall'arrivo il gruppo tirato dall'Omega Pharma del leader Tony Martin si porta a 1'30" dai fuggitivi mentre sulla salita finale il gruppo si ricompatta.
La terza tappa della Vuelta a España, 155 km da Faustino V all'Alto de Arrate, offre subito spettacolo e viene vinta da Alejandro Valverde, che con un colpo di reni batte per pochi millimetri Joaquim Rodríguez. Vanno in fuga sin dai primi chilometri Riblon, Zeits, Gilbert, Ligthart, Irizar, Rollin, Sijmens, Carrasco che guadagnano sino a oltre 3' sul gruppo. Ai piedi dell'Alto de Arrate è la Sky a tirare per Froome. Saxo Bank-Tinkoff che con i britannici impone un ritmo infernale. Al primo scatto di Valverde risponde Contador e sui due rientrano Joaquim Rodríguez e Froome.
La prima tappa del Giro di Vallonia, 159 km da Tournai a Lessines, va a Nacer Bouhanni. Il Campione francese, al primo successo in maglia tricolore, ha regolato allo sprint Pim Lightart e Giacomo Nizzolo, con Francesco Chicchi 4°, Adrien Petit 5° e Danilo Napolitano 6°. La tappa è vissuta su una prima fuga di una decina di uomini, tea cui Danilo Di Luca. Quindi un terzetto s'è avvantaggiato: Davy Commeyne, Kévin Van Melsen e Lloyd Mondory. Ripresi nel finale, la volata ha premiato Bouhanni ma, come detto, gli italiani hanno offerto delle ottime prestazioni.