Nach einem schnellen Start und ersten Angriffen aus dem Peloton beruhigte sich das Rennen etwa zur Hälfte - aber nur solange, bis der fünfte und der schwerste Schotter-Sektor erreicht wurde. Dort explodierte das Feld und es entstand eine elfköpfige Spitzengruppe, in der Fahrerinnen aus allen großen Mannschaften vertreten waren, mit Amandra Spratt (Mitchelton-Scott), Ellen van Dijk (Trek-Segafredo) und Brennauer auch drei Fahrerinnen aus dem erweiterten Favoritinnenkreis.

Die Gruppe wurde fahren gelassen und es schien eine Vorentscheidung gefallen zu sein - erst recht, als Garcia rund 30 Kilometer vor dem Ziel aus dieser Spitzengruppe angriff und schnell zwei und schließlich drei Minuten Vorsprung hatte. Die Verfolgergruppe war sich nicht mehr einig und eine konsequente Nachführarbeit blieb aus.

Das nutzte Van Vleuten. Die Niederländerin griff aus dem Feld an, fuhr zur inzwischen dezimierten Verfolgergruppe auf dem vorletzten Schotterabschnitt heran, um ihre Konkurrentinnen dann auf dem letzten Sektor abzuhängen.

Garcia hatte zu dem Zeitpunkt immer noch rund 2:30 Minuten Vorsprung. Allerdings wurde Van Vleuten immer schneller, machte Stück für Stück Rückstand gut und sieben Kilometer vor dem Ziel schaffte sie es tatsächlich noch, Garcia einzuholen. Die Rennfahrerinnen blieben noch eine Zeitlang zusammen, als aber die steilste Passage am Schlussanstieg hinauf nach Siena erreicht wurde, war Van Vleuten nicht mehr zu halten.

Mit 22 Sekunden Vorsprung auf Mavi Garcia erreichte die 37-Jährige das Ziel und feierte ihren fünften Sieg bei ihrer fünften Rennteilnahme 2020. Thomas kam mit 1:53 Minuten Rückstand das Ziel. Thomas war 15 Kilometer vor dem Ziel sogar noch gestürzt, nachdem ihr die Kette runtergefallen und sie beim wieder Losfahren in eine Böschung abgebogen war. Bis auf eine Schürfwunde passierte ihr dabei aber nichts.

Brennauer wies als beste Deutsche auf Rang acht 3:26 Minuten Rückstand auf.