Le Français Julian Alaphilippe, 5e de l'étape, a gardé le maillot jaune après cette première arrivée en altitude.
A l'altitude de 1825 mètres, Roglic a devancé un autre Slovène, le débutant Tadej Pogacar, et le Français Guillaume Martin. Il a enlevé son troisième succès d'étape dans le Tour dont il est cette année l'un des grands favoris.
Le vainqueur de la dernière Vuelta s'est montré le plus costaud dans le groupe de tête qui s'est disputé la victoire au terme des 160,5 kilomètres. Il a conclu le travail de son équipe Jumbo dans les derniers kilomètres, du Belge Wout Van Aert puis de l'Américain Sepp Kuss surtout.
L'échappée formée dès le départ de Sisteron a réuni cette fois six coureurs (Neilands, Politt, Vuillermoz, Burgaudeau, Benoot, Pacher) dont l'avantage est resté cantonné à moins de 3 minutes pendant l'essentiel de l'étape.
La formation Deceuninck d'Alaphilippe a contrôlé l'écart presqu'en permanence en tête du peloton. Pour revenir au pied de la montée finale sur le Letton Krits Neilands, dernier rescapé du groupe de tête qui s'était dégagé à l'entrée des 20 derniers kilomètres.
Un peloton fourni a abordé l'ascension vers Merlette, longue de 7,1 kilomètres (à 6,1 % de pente moyenne). Le rythme dicté par les hommes d'Alaphilippe puis de Roglic ont interdit toute véritable attaque jusqu'à ce que Guillaume Martin tente sa chance à 600 mètres de la ligne.
Le Colombien Egan Bernal, 7e de l'étape, et le Français Thibaut Pinot, 8e, ont terminé dans le même temps que Roglic.
La prochaine étape, mercredi, descend dans la plaine sur un parcours de 183 kilomètres entre Gap et Privas favorable aux sprinteurs.
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