Der spanische CSC-Profi erreichte nach 210,5 km und drei Bergwertungen der höchsten Kategorie als Erster die 1860m hoch gelegene Ski-Station in Alpe d'Huez und distanzierte seine Hauptkonkurrenten um mehr als zwei Minuten.
Auf den Plätzen zwei und drei erreichten der Spanier Samuel Sanchez (Euskaltel) und der Luxemburger Andy Schleck (CSC) das Ziel. Der bisherige Gesamterste Fränk Schleck wurde Fünfter, dicht gefolgt von Gerolsteiner-Profi Bernhard Kohl (Österreich). Sastre liegt damit in der Gesamtwertung nun 1:24 Minuten vor Frank Schleck. Kohl ist 1:33 Minuten zurück nun Dritter, fährt aber weiter im Bergtrikot.
Am Donnerstag verabschiedet sich die Tour wieder aus den Alpen. Auf der 196,5km langen Fahrt von Bourg d'Oisans nach St. Etienne sind nur noch drei Bergwertungen der zweiten, dritten und vierten Kategorie zu meistern.