Han spurtslo belgieren Tom Boonen i spurten på den 174 kilometer lange 5. etappen mellom Tarragona og Vinaroz.
Andre Greipel jublet etter seieren på tirsdagens etappe.
Foto: FRANCOIS LENOIR / REUTERSTorsdagens vinnertid ble 4.27.54 timer.
Greipel vant også tirsdagens etappe (onsdag var det hviledag), og han overtok også ledelsen i sammendraget, seks sekunder foran Boonen.
Rasch med hovedfeltet
Italieneren Daniele Bennati ble tredjemann torsdag, og han holder også samme plassering i sammendraget, 17 sekunder bak Greipel.
Norske Gabriel Rasch kom inn med hovedfeltet 18 sekunder bak Greipel og endte på 69. plass.
Kurt Asle Arvesen ble nummer 178, 4.38 minutter bak vinneren