El competidor del Dimension Data, de 30 años, culminó una nutrida escapada tolerada por el pelotón en la 19.ª etapa, la más larga de la edición. Fueron 222,5 kilómetros entre Embrun y Salon-de-Provence.
El noruego, que en 2011 había logrado dos triunfos en el Tour, aceleró en el grupo de nueve escapados a falta de poco más de dos kilómetros para la meta y logró una renta suficiente para sellar la victoria.
Boasson Hagen superó por cinco segundos en la meta al alemán Nikias Arndt y por 17 al belga Jens Keukeleire y al italiano del Movistar Daniele Bennati.
El noruego había sido segundo en la séptima etapa, con meta en Nuits-Saint-Georges, superado por el alemán Marcel Kittel, y tercero en la undécima, con meta en Pau, donde también venció el germano.
En la general sigue mandando el británico Chris Froome con una ventaja de 23 segundos sobre el francés Romain Bardet. El colombiano Rigoberto Uran va tercero a 29 segundos de Froome, a falta de la contrarreloj y la última etapa.