For første gang i over 40 år startede Tour de France med en almindelig fællesstart, ikke en enkeltstart (prolog). Dermed var der flere end bare tempospecialister, som kunne være med i kampen om at få lov til køre i den gule førertrøje efter første etape. I modsætning til de foregående udgaver deltes der ikke bonussekunder ud til de tre første i mål. Løbet bestod af ti flade etaper, fem bjergetaper, fire kuperede etaper og to individuelle enkeltstarter.
Syv forskellige ryttere kørte i den gule trøje, men det var til sidst Carlos Sastre som vandt den, et lille minut foran Cadel Evans, meget takket være et stærkt hold. Team CSC-Saxo Bank vandt også ungdomstrøjen med Andy Schleck og holdkonkurrencen. Mark Cavendish tog hele fire etapesejre, før han gav sig efter den 14. etape. Óscar Freire tog en klar sejr i pointkonkurrencen. Bernhard Kohl vandt bjertrøjen og fik en samlet tredjeplads, men blev senere diskvalificeret og fik frataget resultaterne.
Inden 12. etape; Riccardo Riccò blev smidt ud af løbet på grund af doping. Vincenzo Nibali bar den hvide trøje på 12. etape, mens ingen bar den prikkede trøje.
Bernhard Kohl indrømmede senere på året at have brugt doping, men har ikke fået frakendt sin bjergtrøje. Sker dette vil Carlos Sastre vinde bjergtrøjen også og dermed blive den første til at vinde både det samlede klassement og bjergtrøjen siden Eddy Merckx gjorde det i 1970
Igen i dette års udgave af Tour de France blev en række ryttere afsløret i brugen af doping, og efter løbet er yderligere nogle ryttere fældet. Under løbet drejede det sig om følgende ryttere:
Efter løbet blev Jimmy Casper testet positiv for brugen af et astmamiddel, og han blev suspenderet af sit hold, Agritubel. Imidlertid havde Casper gennem tolv år lovligt anvendt stoffet, da han har astma, men han havde ikke fornyet autorisationen, der var udløbet kort før løbets start. Han blev efterfølgende frifundet af det franske cykelforbund.
I slutningen af september blev det offentliggjort, at flere ryttere var testet positiv for brug af EPO. Det drejede sig om Leonardo Piepoli, Stefan Schumacher og nr. tre i den samlede stilling samt vinder af den prikkede bjergtrøje, Bernhard Kohl, der alle havde spor af CERA, som også Riccò var afsløret i brugen af under løbet.