På den 156 km långa etappen mellan Assisi och Osimo attackerade Yates 1,5 kilometer före mål och vann sin andra etapp i årets Giro. Fjolårssegraren Tom Dumoulin kom tvåa, två sekunder bakom Yates och Davide Formolo slutade på tredje plats, fem sekunder bakom.
Efter segern i dag totalledande Yates 47 sekunder före Dumoulin och 1.04 före fransmannen Thibaut Pinot.
För den fyrfaldiga Tour de France-vinnaren Chris Froome gick det tyngre. Britten var 40 sekunder efter Simon Yates i mål och han är nu över tre minuter efter totalledaren.