Dix-sept des dix-huit équipes ProTour participent à ce Paris-Nice. L'organisation de la course a refusé d'inviter l'équipe Fuji-Servetto, estimant qu'elle pouvait nuire à l'image de l'épreuve. Fuji-Servetto succède en effet à Saunier Duval-Scott, dont les coureurs Riccardo Riccò et Leonardo Piepoli ont subi des contrôles antidopage positifs lors du Tour de France 2008[1]. Également exclue de Tirreno-Adriatico et Milan-San Remo, Fuji-Servetto a obtenu d'y participer par un recours au Tribunal arbitral du sport. Ce dernier a en revanche confirmé l'exclusion de Paris-Nice[2].
À 50 km de l'arrivée, l'équipe Rabobank place cinq coureurs à l'avant du peloton et provoque des cassures dans le peloton. Vingt coureurs se trouvent ainsi dans un groupe de tête qui rattrape les échappés. Le porteur du maillot jauneAlberto Contador se trouve dans un groupe retardé. Les équipiers des équipes Rabobank et Quick Step accroissent l'avance du groupe de tête, qui se réduit à huit coureurs : Augé, Roelandts, auxquels s'ajoutent Juan Antonio Flecha, Juan Manuel Gárate et Sebastian Langeveld (Rabobank), Sylvain Chavanel et Kevin Seeldraeyers (Quick Step) et Marcus Burghardt (Columbia-High Road). Ce dernier est victime d'une crevaison à 5 km de l'arrivée, qu'il rejoint avec 40 secondes de retard. Langeveld attaque à sous la flamme rouge et est rattrapé par Chavanel, Flecha puis le reste du groupe à l'amorce de la dernière ligne droite. Flecha lance le sprint et est dépassé par Chavanel qui remporte l'étape.
Un groupe d'une trentaine de coureurs arrive avec plus d'une minute de retard, comprenant notamment Contador qui perd le maillot jaune au profit de Chavanel et recule à la cinquième place. Celui-ci était déjà leader du classement général en 2008 à l'issue de la troisième étape. Il remplit ainsi partiellement ses objectifs sur cette course : gagner une étape et bien figurer au classement final[3].
Le rouleur de Garmin, cinquième du dernier Tour, s'est immiscé dans l'échappée du jour au côté de Dumoulin, Kolobnev, Roche, Florencio et Moreno Fernandez. Dans un final ponctué par une succession de côtes, Vandevelde a accéléré en solitaire à 20 kilomètres de l'arrivée. Il se lance dès lors dans un "contre-la-montre" d'une vingtaine de kilomètres que personne ne pourra rattraper
Derrière, Alberto Contador porte une attaque à Sylvain Chavanel. Ce dernier perd 30 secondes et voit s'amenuiser ses chances de remporter le classement Général final de ce Paris-Nice 2009