Pas un mètre de plat ou presque : le tracé de cette 5e étape avec 2900m de dénivelé positif au lendemain du contre-la-montre remporté par la nouvelle Maillot Jaune Marlen Reusser (Movistar) promettait une journée casse-pattes avec, dans le final, la montée du Mont Brouilly (2e catégorie, 2,9km à 7,6% de moyenne).
La première heure de course a été animée par l'escalade de la côte de Cenves (2e catégorie, 9,6km à 4,5% de moyenne) marquée par une attaque de Mischa Bredevold (SD Worx-Protime), suivie par Puck Pieterse (Fenix-Premier Tech) qui a fait des pois un objectif prioritaire. La Lidl-Trek a voulu durcir la course, d'abord par Niamh Fisher-Black puis par Riejanne Markus.
Après le sprint intermédiaire de Monsols remporté par Carlotta Cipressi (Human Powered Health) qui s'était isolée à l'avant, les attaques ont repris, notamment avec Amanda Spratt (Lidl-Trek), confirmant les grandes intentions de son équipe.
Après le col de Fontmartin (3e catégorie, 3,7km à 5,5% de moyenne), le peloton s'est scindé en deux, avec 20 coureuses qui voulaient prendre de l'avance à l'amorce du col de Gerbet (2e catégorie, 4,6km à 6,4% de moyenne). Après un temps d'attente, Reusser a fait la jonction dans un groupe où figuraient Fisher-Black, Markus, Maëva Squiban (UAE-L'Iman) mais aussi Antonia Niedermaier (Canyon-SRAM) à 1'43 de Reusser et Fem de Vries, coéquipière de Pauline Ferrand-Prévot, à seulement 1'47. Partie à contre-temps, Dominika Wlodarczyk (UAE Team Emirates- L'Iman) a fait le jump, tandis que Reusser a retrouvé le peloton.
Après la côte de Pruzilly (4e catégorie, 1,6km à 6,2% de moyenne), malgré les présences de Franziska Koch et Juliette Berthet, FDJ United-Suez a dû organiser la poursuite alors que l'avance de l'échappée était de 1'50. Dans le col de Durbize (3e catégorie, 3,7km à 5,8% de moyenne), Squiban a accéléré à l'avant, pendant que la FDJ United-Suez a serré la poignée en tête de peloton avec Evita Muzic. L'écart était aux alentours de la minute quand Wlodarczyk a attaqué. Après Muzic, c'est Célia Géry qui a accéléré le rythme du groupe Maillot Jaune et fait sauter Anna van der Breggen (SD Worx-Protime), Cédrine Kerbaol (EF Education-Oatley) 3e du général et Kim Le Court (AG Insurance-Soudal Team).
Le terrain préparé, Demi Vollering (FDJ United-Suez) a mis une mine qui a fait sauter Ferrand-Prévot. À la bascule, 6 coureuses ont fait le forcing, tandis que le groupe Maillot Jaune n'était plus qu'à 37 secondes. En revanche, pour PFP, Kerbaol et van der Breggen, l'addition pouvait être salée à Belleville-en-Beaujolais car elles comptaient déjà 45 secondes de retard, avec encore le Mont Brouilly à se coltiner.
À 8,5km du sprint bonus pour gagner quelques secondes de bonification, le groupe Maillot Jaune est revenu sur les fuyardes. Derrière à une trentaine de secondes, un trio composé des deux coéquipières Paula Blasi et Elisa Longo Borghini (UAE Team-L'Iman) et Le Court a tenté de rentrer avant le pied de la dernière difficulté répercutée. Squiban s'est laissé décrocher pour venir rouler et combler l'écart. Sans succès.
Au sprint bonus, Reusser a devancé Vollering et Wlodarczyk. Dans le Mont Brouilly, Vollering a accéléré le rythme. Elles n'ont plus été que huit avant le début des plus forts pourcentages. La Néerlandaise a alors augmenté sa fréquence de pédalage, sans décrocher ni Reusser ni Kasia Niewadoma (Canyon-SRAM). Dans les 500 derniers mètres, la Maillot Jaune s'est fait la peau pour rester au contact tandis que la Polonaise, très à l'aise, a voulu contrer.
S'en est suivie une descente très technique, avec une pression constante de Vollering. Le trio s'est parfaitement entendu pour se jouer la victoire, tandis que les groupes de poursuivantes étaient disséminés plus bas. Dans ce sprint en petit comité, Niewadoma a tenté sa chance à la sortie du dernier virage à 450 mètres de la ligne. La lauréate du Tour 2024 a entrevu la victoire après son attaque sèche mais elle a finalement été remontée par Vollering, autrice d'un retour magistral pour s'imposer devant Reusser qui reste leader du Tour pour 12 secondes.
Arrivée à 45 secondes avec Wlodarczyk et Isabella Holmgren (Lidl-Trek), Niedermaier prend le Maillot Blanc à Blasi qui a enregistré un retard final de 2'27 sur la ligne. L'Allemande est désormais 4e du général à 2'40 de Reusser. Avec Niewadoma, troisième à 1'17 de la Suissesse, le podium semble déjà établi même si le Ventoux vendredi pourrait rebattre les cartes. Quant à PFP, arrivée 2'35 après Vollering, elle compte est à présent 17e à 5' sur Reusser si bien que même un Top 10 devient hypothétique vu la densité et ses jambes du moment.