Tadej Pogacar, med gula ledartröjan, bröt sig loss tillsammans med dansken Jonas Vingegaard i klättringen uppför Col de la Couillole.
Pogacar tryckte sedan på och vann bergsetappen, hans femte vinst i Tour de France i år, samtliga har kommit i bergsetapper. Han är den första cyklisten att vinna just fem bergsetapper i rad sedan 1948.
Vingegaard åkte i mål sju sekunder efter 25-årige Pogacar, som utökade sin redan imponerande ledning. Nu leder slovenen med fem minuter och 14 sekunder inför den sista etappen.
Om Pogacar vinner är han den första sedan 1998 att vinna både Tour de France och Giro d' Italia samma år.
– Om du berättade detta för mig innan Touren skulle jag inte ha trott dig. Det är otroligt. Jag är så glad. Fem etappvinster är mer än tillräckligt. En skulle räcka. Bara den gula tröjan skulle räcka. Men det är som det är, man bromsar inte i cykling, säger Pogacar.
Trea kom Richard Carapaz, 23 sekunder efter Pogacar.