Brennan, de 21 años, aprovechó el buen trabajo de su compañero en Visma-Lease a Bike Wout van Aert en un esprint y superó al segundo clasificado, Pau Miquel, y a Pogačar, que es tercero, para completar el recorrido montañoso de 214,3 kilómetros (133,1 millas) por la Provenza, en el sur de Francia, en 4 horas, 47 minutos y 47 segundos.
Pogačar, que el sábado superó a Ethan Hayter por 0,09 segundos en la contrarreloj inaugural, conservó el maillot rojo de líder al terminar con el mismo tiempo que el ganador de la etapa.
El esloveno, que busca convertirse en apenas el noveno corredor en ganar las tres Grandes Vueltas, lidera la clasificación general con 9 segundos de ventaja sobre Van Aert. Brennan está un segundo más atrás en el tercer puesto.