In de achtste etappe moesten twee cols van de eerste categorie en een van de tweede worden bedwongen. Nog voor de eerste klim kregen tien vroege vluchters de ruimte: Julien Bérard, Carlos Quintero,Stefano Pirazzi, Mattia Cattaneo, Mauro Finetto, Edvald Boasson Hagen, Julián Arredondo, Edoeard Vorganov, Perrig Quéméneur en Marco Bandiera kregen een voorsprong van ruim acht minuten.
In de aanloop naar de Cippo di Carpegna ontdeden Quemeneur, Pirazzi en Arredondo zich van hun medevluchters, waarna Arredondo tijdens de beklimming solo verderging. Op de top (met nog ruim 35 kilometer te gaan) had de Colombiaan bijna twee minuten voorsprong op de groep met favorieten.
In de afdaling van de Carpegna reed Pierre Rolland weg uit het uitgedunde peloton en passeerde de nog overgebleven leden van de voormalige kopgroep. Tijdens de klim naar Villagio del Lago (tweede categorie), de opmaat voor de slotklim, bleef de Fransman als naaste belager van koploper Arredondo over. De Fransman voegde zich tijdens de 6,4 kilometer lange klim naar de meet bij Arredondo, liet de Colombiaan achter, maar werd in het zicht van de finish gepasseerd door de voorposten van de favorietengroep.
In de sprint van de favorietengroep versloeg Diego Ulissi, die al een etappe gewonnen had, Robert Kišerlovski. Wilco Kelderman werd op zes seconden derde.
De Australiër Cadel Evans nam de roze leiderstrui over van zijn landgenoot Michael Matthews, die aan de voet van de eerste zware klim al moest afhaken.