L'Espagnol Alejandro Valverde (Caisse d'Epargne) a gardé le maillot de leader à la veille de l'arrivée à Grenoble.
Sur la ligne, Moncoutié a devancé d'une quarantaine de secondes le grimpeur néerlandais Robert Gesink, par un temps estival.
L'Australien Cadel Evans a pris la troisième place devant Valverde, une quinzaine de secondes avant l'arrivée de l'Espagnol Alberto Contador, légèrement distancé dans les 150 derniers mètres. Le premier Belge est Jurgen Van den Broeck, 9ème à plus de deux minutes du vainqueur.
Dans la Madeleine, Moncoutié a débordé le Suisse Mathias Frank, qui avait pris les devants à l'approche de la montée finale de 14 kilomètres (à 7% de pente).
Evans a tenté de décrocher Valverde à plusieurs reprises mais l'Espagnol, dans le sillage de Contador, est revenu à chaque fois.
Moncoutié, qui a gagné deux étapes du Tour de France par le passé, a signé sa deuxième victoire de la saison après celle du Mont Faron en février dans le Tour méditerranéen.
"C'était une étape de prestige avec le Galibier, la Croix-de-Fer et l'arrivée à Saint-François-Longchamp. Un parcours difficile mais j'aime bien quand c'est difficile", s'est félicité le grimpeur lotois.
Dimanche, la dernière étape conduit de Faverges à Grenoble (146 km).
