L'alemany Gerald Ciolek, del Milram, estrenà el seu palmarès a la Vuelta amb un triomf a l'esprint en la segona etapa, que es disputà entre Assen i Emmen, de 203,7 quilòmetres. Fou la primera jornada en línia que complí amb el guió d'arribada massiva i en la qual el suís Fabian Cancellara aconseguí mantenir el mallot daurat de líder. Ciolek, un jove alemany de 22 anys que procedeix del Columbia de Cavendish, guanyà l'assalt per davant de l'italià Fabio Sabatini (Liquigas) i del britànic Roger Hammond (Cervélo), tots dins d'un primer grup que tallà el pilot en els darrers quilòmetres i que deixà fora de joc alguns dels favorits, com Andy Schleck, que perdé mig minut.
El corredor alemany sorprengué Tom Boonen, que fou el primer a llançar l'esprint, i el triple campió mundial Óscar Freire, que un cop més, sense equip, navegà a la deriva en el moment clau, en una jornada assenyalada amb el públic holandès entregat a favor de l'esquadra Rabobank, l'equip bandera als Països Baixos. Una sessió, en principi de transició, deixà ferides entre els favorits. Amb el mateix temps del guanyador (4h.32:12) entraren en un primer grup Alejandro Valverde, Cadel Evans, Ezequiel Mosquera, Ivan Basso i Roman Kreuziger. Sorpresos en la distracció, cediren 18 segons Samuel Sánchez, Alexandre Vinokourov, Gómez Marchante i Frank Schleck. S'hi deixaren mig minut Andy Schleck i Igor Anton. Es tracta d'un resultat inesperat en una jornada de teòrica transició a la Vuelta.
Cancellara guardà el mallot d'or, mentre que Ciolek passà en el segon lloc, a 8 segons, i Tom Boonen en el tercer, a 9. Dels favorits, només apareixen entre els deu primers Ivan Basso i Valverde, novè i desè, respectivament, a 18 segons. L'esperada rebel·lió dels modestos s'inaugurà quan es donà la sortida a Emmen, amb una pluja intermitent com a acompanyant, una escapada en la qual no podien faltar els holandesos, per a entusiasme de l'afició local. S'hi apuntaren Tom Leezer (Rabobank) i Lieuwe Westra (Vacansoleil), a més de l'alemany Dominik Roels (Milram) i els espanyols David García Dapena (Xacobeo) i Cata Martínez (Andalucía).
En el quilòmetre 60, Leezer, un esprinter holandès de 25 anys del planter del Rabobank, aplicà la punta de velocitat per erigir-se com a primer líder de la muntanya.
A un país on la major altura és de 321 metres, l'organització s'inventà un pas de muntanya honorífic: el Relus Ter Beek. En aquest punt, el Saxo Bank ja havia pres cartes en l'assumpte per no perdre l'escapada ni el mallot d'or de l'esquena de Cancellara. Així, augmentà el ritme. L'escapada arribà a tenir una renda màxima de 7 minuts en el quilòmetre 100, encara que estava condemnada al fracàs. El pilot devorà Cata Martínez, García Dapena, Leezer i Roels quan faltaven 22 quilòmetres per al meta, tot i que s'avalotà Westra, qui desitjava donar una alegria als seus compatriotes. Tanmateix, els durà pod. L'esprint es preparava amb el Columbia de conductor. Però Ciolek sortí des de darrere i amb decisió. L'atac final fou definitiu i l'alemany s'estrenà a la Vuelta.
