Nach 272 grösstenteils im Regen absolvierten Kilometern bleibt für Favorit Fabian Cancellara nur die Enttäuschung. Der Berner klassiert sich in Florenz mit 34 Sekunden Rückstand nur als WM-Zehnter.
Erstmals überhaupt ging WM-Gold im Strassenrennen der Männer mit Rui Costa an einen Portugiesen. Der zweifache Tour-de-Suisse-Gesamtsieger, den im Vorfeld niemand auf der Rechnung hatte, setzte sich nach fast siebeneinhalb Stunden Fahrzeit im Sprint in Florenz hauchdünn gegenüber Joaquim Rodriguez durch. Bronze ging mit 16 Sekunden Rückstand an einen weiteren Spanier: Alejandro Valverde behielt im Sprint gegenüber dem italienischen Teamleader Vincenzo Nibali die Oberhand.
Nach einer Attacke an der zweitletzten Steigung des Tages hatte sich dieses Quartett vom sehr klein gewordenen Feld abgesetzt. Die Mitfavoriten (und Klassiker-Spezialisten) wie Cancellara, Philippe Gilbert (Be) und Peter Sagan (Slk) konnten hingegen nicht mit den starken Rundfahrten-Spezialisten mithalten.
Der Spanier Rodriguez nahm nach der entscheidenden Attacke in der Abfahrt von Fiesole hinunter am meisten Risiko und setzte sich um bis zu elf Sekunden von seinen ersten Verfolgern ab. Rund 4 km vor dem Ziel wurde er zwar wieder eingeholt, doch Rodriguez liess nicht locker und fuhr nochmals weg. Erst wenige 100 m vor der Ziellinie wurde er von Costa wieder gestellt. Im Sprint erwies sich der 26-jährige Portugiese, der heuer auch schon zwei Etappen der Tour de France für sich entschieden hatte, als knapp der Schnellere.
Das über 272 km führende Strassenrennen der Männer fand trotz angenehmer Temperatur um 20 Grad bei grösstenteils widrigen Bedingungen statt. Fast während des ganzen Tages regnete es, zwischendurch zogen gar Gewitter über Florenz hinweg. Erst in der letzten Rennstunde kam die Sonne hervor und die frisch asphaltierte Strecke trocknete zunehmend ab. Der Start war morgens um 10 Uhr in Lucca erfolgt. Danach führte der WM-Kurs über Montecatini Terme und San Baronto nach Florenz, wo zehn Runden à 16,6 km mit jeweils zwei schwierigen Anstiegen zu befahren waren. Das ursprünglich 208 Fahrer umfassende Feld wurde relativ schnell reduziert. 90 km vor dem Ziel umfasste das Hauptfeld nur noch rund 80 Fahrer. Die Schlussrunde nahmen dann noch knapp 50 Fahrer zusammen in Angriff.
Unter ihnen befand sich vom Schweizer Team neben Cancellara nur noch Grégory Rast. Etwas zuvor hatten Danilo Wyss, Michael Schär und Sébastien Reichenbach nach getaner Helferarbeit abreissen lassen müssen. Durch Stürze war die ursprüngliche Taktik der Schweizer sehr früh über den Haufen geworfen worden. Michael Albasini, Martin Elmiger, Mathias Frank und Oliver Zaugg, die Cancellara in der Schlussphase des Rennens hätten unterstützen sollen, waren allesamt frühzeitig durch Stürze abgehängt worden.