Arrivo particolarmente insidioso per la Tirreno-Adriatico che a Gualdo Tadino ha visto il successo di Phil Bauhaus. Il tedesco della Bahrein-Victorius ha sbaragliato la concorrenza nella quarta tappa affrontando nel migliore dei modi gli ultimi metri in leggera discesa e superando così in volata Jonathan Milan (Lidl-Trek) e il francese Kévin Vauquelin (Arkéa - B&B Hotels)
Grande protagonista delle prime fasi di gara è stato Samuele Zoccarato che, poco dopo la partenza da Volterra, è subito scattato prendendo il largo insieme allo svizzero Jan Stöckli (Team Corratec-Vini Fantini) e rimanendo da solo poco dopo il traguardo volante di Sant'Arcangelo. Il veneto del VF Group - Bardiani CSF - Faizanè ha tenuto duro sotto la pioggia nonostante l'inseguimento portato avanti dall' Intermarché-Wanty e l' Alpecin Deceuninck sino a venti chilometri dal traguardo quando il gruppo ha intrapreso la scalata verso il gran premio della montagna di Casacastalda.
A quel punto davanti si sono messi gli uomini dell' EF Education-Easy Post che hanno iniziato a forzare il ritmo spaccando il gruppo e mettendo in crisi alcuni dei principali velocisti del gruppo fra i quali il belga Jasper Philipsen (Alpecin-Deceuninck), vincitore a Follonica. La maglia ciclamino è riuscito però a ritornare davanti ponendo i propri compagni di squadra a tirare prima che sullo strappo conclusivo prendessero in mano la guida delle operazioni gli uomini dell' Israel Cycling Academy sullo strappo finale.
In vista di Gualdo Tadino si sono fatti avanti gli atleti della Bahrein Victorius che hanno chiuso il friulano Jonathan Milan e hanno consentito al tedesco Phil Bauhaus di prendere la curva finale in discesa davanti ed evitare la caduta che ha coinvolto Philipsen. Il ciclista teutonico ha quindi finalizzato il lavoro dei colleghi riuscendo a resistere alla rimonta del portacolori della Lidl-Trek vincendo così la frazione. Seconda piazza per Milan che ha anticipato il francese Kévin Vauquelin (Arkéa - B&B Hotels), mentre Alberto Bettiol (EF Education-Easy Post) ha completato l'ottima giornata per l'Italia chiudendo al quarto posto davanti ad Andrea Vendrame (Decathlon AG2R La Mondiale Team), Simone Velasco (Astana Qazaqstan Team) e Damiano Caruso (Bahrain - Victorious).
In chiave classifica generale guida ancora una volta Juan Ayuso (UAE Team Emirates) che conserva con un secondo su Filippo Ganna (Ineos-Grenadiers) e sei su Milan in vista della quarta frazione, 207 chilometri da Arrone a Giulianova.