Den 189 kilometer lange etappen fra Laissac-Sévérac l'Église til Le Puy-en-Velay var lagt til rette for et brudd, og kampen om etappeseieren ble som forventet utkjempet av utbryterne.
Bauke Mollema stakk fra resten av gruppen opp den siste bakken, men en firerbande med Warren Barguil, Diego Ulissi, Tony Gallopin og Primoz Roglic fulgte like bak. Nederlenderen klarte derimot å holde unna, og tok sin første etappeseier i Tour de France.
Se innspurten på den 15. etappen over.
– Har drømt om dette lenge
NRKs kommentator Ole Kristian Stoltenberg hyllet nederlenderen etter målgang.
– Han vinner sin aller, aller første Tour de France-etappeseier! Han er en sliter, men han får betaling for å gå i brudd, og for å våge å stikke fra de andre utbryterne, sa han.
Mollema har kjørt Tour de France hvert år siden 2011, men til tross for flere topp 10-plasseringer i sammendraget har etappeseirene uteblitt for 30-åringen.
– Det har alltid vært drømmen min å vinne en etappe i Tour de France, og endelig fikk jeg det til, sa en smørblid seierherre etter etappen.
Bardet prøvde å utnytte Froome-trøbbel
Inn i dagens siste 1. kategori-stigning bestemte Romain Bardet og AG2R seg for å sette opp tempoet, og det ble splitt i hovedfeltet. Blant andre Nairo Quintana og Chris Froome ble sittende bak, og kjempet en desperat kamp for å komme tilbake.
Briten i den gule trøya klarte å kjøre seg opp på egen hånd, men akkurat idet han fikk kontakt ble han plutselig stående igjen i veikanten med mekaniske problemer. AG2R fortsatte å kjøre knallhardt, men Froome klarte etter hvert å komme seg opp igjen.
– At han klarte det betyr at han er i veldig bra form. Han ville ikke klart å komme seg tilbake hvis han ikke var i form, sier Skys sportsdirektør Dave Brailsford til TV 2.
Nairo Quintana klarte derimot ikke det samme, og kom i mål langt bak sammenlagtfavorittene.
– Må bare fortsette å satse
Dan Martin ble vinneren blant sammenlagtkanonene. Han klarte å støte fra favorittgruppa inn mot mål, og krysset streken 13 sekunder før Chris Froome.
Det betyr at han klatret én plass på lista, og passerte Froomes lagkamerat Mikel Landa. Martin ligger nå 1 minutt og 12 sekunder bak briten.
– Jeg må bare fortsette å satse, og forhåpentligvis sprekker de andre snart, sa Martin til TV 2 etter etappen.
Alexander Kristoff, Edvald Boasson Hagen og Vegard Stake Laengen trillet over målstreken 26 minutter etter Bauke Mollema.