Evenepoel escapou tarde do pelotão veloz, que se viu principalmente com grupos de fuga com exóticos. Só a cerca de 45 quilómetros da meta é que Mathieu van der Poel tentou atacar e fugir ao pelotão, com Wout van Aert na sua roda. No entanto, o ataque não deu em nada e os dois foram apanhados a cerca de 15 quilómetros por Evenepoel, que prosseguiu o seu ataque e enfrentou o seu rival Valentin Madouas a 15 quilómetros da meta.
Evenepoel segue a solo até à Torre Eiffel e rapidamente ultrapassa Madouas a mais de 20 segundos. A pouco menos de quatro quilómetros da meta, Evenepoel sofreu um furo perto do Louvre e o belga entrou em pânico, mas com mais de um minuto de vantagem, Evenepoel não conseguiu escapar à vitória.
Evenepoel também venceu o contrarrelógio, conquistando assim o segundo ouro belga nestes Jogos, depois do primeiro. Nunca ninguém ganhou o ouro na corrida de estrada e no contrarrelógio nos mesmos Jogos Olímpicos.
Nélson Oliveira foi o melhor português, a terminar na 33.ª posição, a 3.42 minutos do líder. Rui Costa cortou na 46.ª posição, 7.23 minutos.