Enkeltstarten bød på 24,6 flade kilometer i Madrid, så det var en rute for de stærkeste temporyttere.
Heraf var Stefan Küng (FDJ) den stærkeste, og han vandt enkeltstarten i Madrid i tiden 26 minutter og 28 sekunder.
På andenpladsen kom Primoz Roglic, der var et halvt minut langsommere. Men det gjorde ikke det store for den 34-årige slovener, som kunne triumfere endnu en gang i Vueltaen.
Ben O'Connor (AG2R) blev samlet toer, mens Enric Mas (Movistar) tog den sidste plads på podiet. Richard Carapaz (EF) endte lige uden for podiet på fjerdepladsen.
Mattias Skjelmose (Trek) blev samlet nummer fem og vandt ungdomstrøjen.
Skjelmose var inden etapen 30 sekunder efter David Gaudu (FDJ), men franskmanden kunne ikke holde danskeren bag sig og endte som samlet nummer seks.
"Jeg er lidt tom for ord. Det synes jeg ikke, at jeg plejer at være. Det har været en mærkelig sæson. Der har været sindssygt meget, der har kulmineret op til det her."
"Igennem alle tre uger har det været en rutsjebanetur. Kigger vi tilbage på første hviledag, var der meget langt til femtepladsen og den hvide trøje."
"Nu har jeg endelig gjort det færdig, og det er jeg sindssygt stolt over," siger Skjelmose til TV 2 Sport.