Tjekken Mathias Vacek (Lidl-Trek) blev nummer to foran spanieren Pau Miquel Delgado (Kern Pharma) på tredjepladsen, mens O'Connors røde trøje kom sikkert i mål i den førergruppen.
Den 180,5 km lange tur fra Archidona til Cordoba indeholdt en kategoriseret stigning, Alto del 14%, sent på etapen, men med 26 km til mål og fladt terræn efter nedkørslen var en massespurt det forventede resultat.
O'Connor (Decathlon-AG2R La Mondiale), som overtog den røde trøje efter at have vundet sjette etape, har et forspring på fire minutter og 45 sekunder til den tredobbelte tidligere mester Primoz Roglic (Red Bull-Bora-Hansgrohe).
Det tempo, som Red Bull og Roglic satte på stigningen, førte til en splittelse i løbet med en førende gruppe på 33 ryttere tilbage til at kæmpe om etapesejren.
"Jeg forventede, at det ville være en langt større gruppe, der kørte til mål. Jeg vidste, at stigningen på rundstrækningen var hård, men jeg forventede ikke, at løbet ville eksplodere, som det gjorde," sagde Van Aert.
Australske Kaden Groves, vinderen af anden etape, styrtede, da han forsøgte at komme tilbage til de førende, hvilket tog en af Van Aerts største rivaler ud af slutspurten.
Marc Soler (UAE Team Emirates) forsøgte at komme væk på nedkørslen, og det var Van Aert, der satte efter, men han lod derefter sin holdkammerat og forsvarende mester Sepp Kuss overtage arbejdet.
"Vi havde altid denne etape i tankerne for Wout, men vi vidste, at det ville blive svært, især med tempoet på den sidste stigning," sagde Kuss.
"Tempoet var hårdt, men da jeg så Wout der, vidste jeg, at han havde en god dag. Det var meget hårdt at køre Soler ind, men det føles også som en sejr for mig."
Van Aert styrkede sit greb om pointtrøjen, og belgieren, der vandt tredje etape og blev nummer to på to andre etaper, kunne takke sin amerikanske holdkammerats uselviske arbejde for denne sejr.
"Sepp gjorde sådan et fantastisk stykke arbejde, jeg tror ikke, folk ved, hvordan det er, når man vejer under 60 kg og laver den slags træk på flad vej," sagde Van Aert.
Forhåndsfavoritten Roglic formåede kun at tage seks sekunder af O'Connors imponerende føring og tog bonussekunderne, da han var først på toppen af stigningen.
"Jeg kan ikke rigtig gøre noget ved Primoz' spurt om bonusserne, men du er nødt til at tage en masse bonusser for at indhente så meget tid," sagde O'Connor.