Andy Schleck és Contador maradt már csak versenyben az összetettért, az Astana keddi taktikájával bedarálta a többi esélyest. A szakaszt a nap szökésében tekerő Sandy Casar nyerte. Schleck átvette a sárga trikót, míg a pöttyös Anthony Charteau-re került.

Helyre állt a világ rendje a vasárnapi, első hegyi szakasz után. Armstrongon kívül az összes esélyes kezelhető időkülönbségekkel várhatta a folytatást. A rutinos, már háromhetes körversenyt nyerők, mint Sastre, Basso és Contador mellett ott van az új hullám is. Hesjedal, Kreuziger és Jurgen van den Broeck, akik ugyan már bizonyítottak, de Grand Tour-on még nem volt ekkora lehetőségük, így a sárga trikó mellett a helyezésekért is kiélezett csata várható. Ezt a nézetet osztotta a morzine-i hegytetőre még az élcsoporttal érkező Sastre is. „Hosszú idők óta ez első Tour, ahol ennyi különböző csapatból való favoritnak van esélye nyerni. Nagyon nyitott a küzdelem.”

Bár kedden nem jelöltek ki hegyibefutót, mégis nehéz szakaszt ígért a fűrészfogat mintázó terepprofil. A 204, 5 km alatt négy nagyobb hegyet mászott meg a mezőny, rengeteg szintemelkedést leküzdve. Az utolsó kereken 2000 méter magas Col de la Madelen tetejéről még harminc kilométernyi lejtmenet várt a bringásokra. A szakasz kérdése csupán az volt, hogy megpróbál-e valamelyik összetettben jól álló versenyző a hegy tetejéig akkora előnnyel érkezni, amelyet már nem lehet ledolgozni a lejtőzésben.

Alig indult meg a mezőny, máris elszakadt egy nagyobb csoport. Thor Hushovd (Cervelo), Jerome Pineau (QuickStep), Jens Voigt (Saxo Bank), Cyril Gautier (Bbox), Luis Leon Sanchez, Jose Ivan Gutierrez , Christophe Moreau (Caisse d'Epargne), Sandy Casar ( FdJ), Rinaldo Nocentini (AG2R), Anthony Charteau ( Bbox), Johannes Fröhlinger (Milram), és Rein Taaramae (Cofidis).

Pineau a pöttyös trikót védve minél több pontot akart gyűjteni az első emelkedőkön, míg Hushovd az első sprintre ment rá. Érdekesség, hogy három Caisse d’Epargne-s bringás is a szökésben volt. Közülük Luis Leon Sanchez állt a legjobban, 5 perc 3 mp hátránnyal, esélye volt előrébb lépni az összetettben. A hétfői pihenőnapon a visszavonulását bejelentő francia Moreau pedig minden bizonnyal emlékezetessé akarta tenni búcsúját, ezért harcba szállt a hegyi összetettért. Erre a csoportra később Cunego is feldolgozta magát egy szakaszgyőzelem reményében.

A szökevények sorra küzdötték le a hegyeket, Pineau és Moreau osztozkodott a hajrákon, míg a sárga trikós csapata a BMC, meglehetős passzivitást mutatott. A féltávnál Luis Leon Sanchez virtuálisan átvette a sárga trikót, majd előnyét hét perc fölé is növelte az üldözőkkel szemben.

A Col de la Madelene-ig egyetértésben tekert a peloton. Az Astana azonban különös taktikát választott: először Vinokurov hagyta ott a mezőnyt, de támadására senki sem reagált, mivel nincs a legjobbak között, úgy tűnt, hogy az szakaszsikerért teker. Később azonban  hasonlóan a nyolcadikhoz - az Astana egyre fokozódó tempót diktált, és egyre-másra szakadtak le a jónevű versenyzők. Előbb Sastre és Hesjedal adta meg magát, majd a sárga trikós Cadel Evans is elvérzett a változatlanul nagy hőségben.

A verseny ezután Contador és Schleck különcsatáját hozta. Senki nem bírta velük az iramot, Basso, Armstrong és Van den Broeck is lemaradt mögöttük. Csak Samuel Sanchez tudta magát feldolgozni hozzájuk, ehhez azonban az is kellett, hogy Schleck a pályaversenyekről ismert taktikával próbálta megtörni Contadort. Szinte álló helyzetig lassítva, majd abból robbantva indított sorozatos támadásokat, de a spanyol mindig szorosan a nyomában maradt. A szökevényektől lemaradó Voigt is próbált vezetni csapattársának, Schlecknek, de hamar elkészült az erejével.

Eddigre a szökevénycsoport is felbomlott, a Col de la Madelene tetejére már csak négyen érkeztek. Casar, Cunego, Luis Leon Sanchez és Charteau, aki a hegy megnyerésével a pöttyös trikót is átvette. Az ő versenyük innentől már a szakaszgyőzelemről szólt. A nagy taktikázásba azonban majdnem belebuktak, mert a cél előtt megfogta őket Moreau, Contador és Schleck is. A sprintet végül Casar hozta el, aki a kanyarban kijelölt célba ügyesen vágott be.

Samuel Sanchez 50 másodpercet kapott Schleckéktől. Mencsov, Van den Broeck kétpercnyi hátrányt, míg Armstrong és Basso hárompercnyit szedett össze. Cadel Evans teljesen összetörve nyolc perccel később gurult a célba, ahol elsírta magát. Csapata későbbi közlése szerint az ausztrál könyöktöréssel versenyzett, a vasárnap belekeveredett egy bukásba.