Franskmannen David Gaudu klarte så vidt å forbikjøre den danske Lidl-Trek-rytteren, mens Jonas Vingegaard kom på tredjeplass.
Mads Pedersen ble kåret til storfavoritt til mandagens tredje etappe, som etter 134 kilometer gikk oppover de siste kilometerne.
Det tar vanligvis spurterne ut av ligningen, men ikke den 29 år gamle dansken, som har utviklet en spesialitet for å fullføre en kort bakke.
Mads Pedersen gikk også for seieren, men ble spurtet ut av terrengsyklisten David Gaudu fra Groupama-FDJ på de siste meterne, som tok etappeseieren.
Jonas Vingegaard i rittets røde ledertrøye spurtet også og kom på tredjeplass.
Visma-dansken forsvarer dermed ledertrøyen sin, men har samme tid som Gaudu, som tok noen bonussekunder av dansken med seieren.
– Mads Pedersen syklet fort, så jeg trodde ikke jeg kunne forbikjøre ham, fordi jeg slet med hjulene hans. I den siste svingen kom Gaudu inn, så det var en ganske vill tur, sier Jonas Vingegaard i det offisielle Vuelta-intervjuet.
– Gaudu tok noen sekunder på grunn av bonussekundene. Men jeg er fornøyd med tredjeplassen og fire bonussekunder.
Visma-syklisten kan også være glad for at han etter resultatet sitt har tatt over rittets grønne poengtrøye.
Mandagens meny i den spanske Touren på italiensk jord var 134 kilometer med noen litt kupert underveis.
Etappen endte i oppoverbakke med de siste 2,5 kilometerne som en kategori 4-stigning. De fleste kan overvinne den, men få kan spurte på den. Den tidligere danske verdensmesteren har gradvis utviklet denne disiplinen som sin spesialitet.
Mads Pedersen var den eneste spurteren blant favorittene, som ellers var fulle av bakkesterke ryttere, de såkalte puncheurs, som Tom Pidcock (Q36.5), Finn Fisher-Black (Red Bull), Ben Turner (Ineos) og danske Anders Foldager (Jayco).
Så mange lag var interessert i å holde utbruddet lite og i kort bånd. Imidlertid var fire menn villige til å sykle i tet og svette i den italienske varmen, som Vuelta a España bruker på de første etappene.
Sean Quinn (EF), Patrick Gamper (Jayco), Alessandro Verre (Arkea) og Luca van Boven (Intermaché) satte seg fore å ta en ledelse på over 2,5 minutter.
Desperate etter å holde målstreken angrep de hverandre. Sean Quinn holdt ut lengst, men ble tatt igjen av et sultent felt med 19 kilometer igjen, og spurtoppgjøret kunne begynne.
Results powered by FirstCycling.com