Longue de seulement 137,8 kilomètres, cette courte étape se déroule sur un terrain essentiellement plat, à travers la Dombes et la vallée de l'Albarine, jusqu'à Tenay (km 74,3, pied de l'ascension non répertoriée en direction du sprint intermédiaire, situé à Hauteville-Lompnes (km 87,3). Après une longue descente sur Artemare depuis le col de la Lèbe, le parcours rejoint Culoz, pied du col du Grand Colombier (17,4 km à 7,1 %, comprenant de longues portions à 10 % et des passages à 12 %), site d'arrivée de cette 13e étape. Ce col a déjà servi de cadre pour l'arrivée de la 15e étape du Tour de France 2020, remportée par Tadej Pogačar devant Primož Roglič, et régulièrement comme juge d'arrivée sur le Tour de l'Ain[1].
Après l'abandon la veille de l'Espagnol David de la Cruz, ils sont 167 coureurs à prendre le départ de cette 13e étape.
Dès le kilomètre zéro, la course donne lieu a une importante lutte pour la formation de l'échappée, certains coureurs s'activant sans résultat probant. Au km 22, deux coureurs sortent du peloton, le Francais Pierre Latour et le Norvégien Jonas Abrahamsen. Ils sont rejoints un peu plus loin par d'autre fugitifs. Le groupe d'échappés ainsi constitué comprend une vingtaine de coureurs, dont les trois Français : Pierre Latour, Quentin Pacher et Adrien Petit. Au km 50, les hommes de tête ont une minute et vingt secondes d'avance sur le peloton qui est mené par les équipiers UAE Emirates de Tadej Pogačar empêchant ainsi l'échappée de prendre trop d'avance. Le sprint intermédiaire de Hauteville-Lompnes km 87,5, est remporté par Le Néerlandais Mike Teunissen devant le Slovène Matej Mohorič alors qu'Adrien Petit et le Néerlandais Cees Bol sont distancés, ils ne sont plus que dix-sept à l'avant de la course. Dans la descente, le Français Pierre Latour perd le contact avec le groupe de tête. Peu avant d'entamer le Col du Grand Colombier (17,4 km à 7,1 %), l'avance des échappés est de quatre minutes sur le peloton, tandis que Latour pointe à une minute et trente secondes.
Dès la montée du col du Grand Colombier, le Français Quentin Pacher attaque et se porte seul en tête. À 12,3 km du sommet, Pacher est rejoint et dépassé par trois coureurs : James Shaw, Maxim Van Gils et Harold Tejada. Revenu de l'arrière, le Polonais Michał Kwiatkowski surprend le trio de tête et passe à l'attaque. À 7 km du sommet, Kwiatkowski devance ses poursuivants de cinquante secondes et le groupe maillot jaune de trois minutes et douze secondes, alors que les Français Romain Bardet, Thibaut Pinot et Guillaume Martin sont distancés. À 2 km du sommet, le Polonais précède ses poursuivants d'une minute et neuf secondes et le groupe maillot jaune d'une minute et cinquante-huit secondes. Il s'impose en solitaire devant le Belge Maxim Van Gils, seul autre rescapé de l'échappée, et signe sa deuxième victoire sur la Grande Boucle. Arrivé troisième, Tadej Pogačar devance Jonas Vingegaard de quatre secondes et empoche quatre autres secondes de bonification, toutefois le Danois conserve son maillot jaune pour neuf secondes[2].