Den 35-årige hollænder fra Bahrain Victorious vandt den bjergrige 15. etape af Touren, som bød på fem kategoriserede stigninger, lige så mange, der ikke var kategoriseret, og som sluttede opad i byen Saint-Gervais-les-Bains, der ligger på vej op mod Mont Blanc, Europas højeste bjerg.
Poels sad med i dagens udbrud og kørte solo i mål efter at have distanceret blandt andre Wout van Aert på sidste stigning.
Cirka seks minutter senere kom Jonas Vingegaard og Tadej Pogacar i mål sammen. Pogacar prøvede uden held på den sidste kilometer at ryste Vingegaard af sig, men danskeren holdte sig i slovenerens hjul.
Dermed fastholder Vingegaard sin føring i klassementet på ti sekunder ned til Pogacar.
Først efter en tilskuer havde forårsaget et stort styrt i feltet - som Jonas Vingegaard kun lige undgik - efter godt 50 kilometers kørsel, slap dagens udbrud for alvor væk. Til gengæld fik de også hurtigt meget lang snor.
Næsten 40 ryttere var kommet afsted, herunder fire danskere i form af Mattias Skjelmose, Søren Kragh Andersen, Magnus Cort og Christopher Juul-Jensen. Kun Lotto-Dstny-holdet var ikke repræsenteret i frontgruppen.
Vingegaard og Pogacar havde hver deres holdkammerat med i form af henholdsvis Wout van Aert og Marc Soler.
Efter accelerationer på dagens tredjesidste kategoriserede bjerg endte netop de to i en fronttrio sammen med Wout Poels.
De tre ramte bunden af de to afsluttende stigninger - som lå i forlængelse af hinanden - med lidt over et minut ned til de nærmeste forfølgere og syv et halvt minut ned til de store kanoner i feltet.
Poels efterlod hurtigt de andre i støvet, og så styrede hollænderen mod etapesejren.
Favoritgruppen var med et par kilometer tilbage reduceret til klassementets top-3, Vingegaard, Pogacar og Carlos Rodriguez.
Lige efter de var kørt under kilometerporten, åbnede Pogacar ballet. Sloveneren accelererede, men modsat de seneste par gange, det er sket, kunne Vingegaard holde trit.
Vingegaard sad klistret til Pogacars baghjul, og de to endte altså med at krydse målstregen samtidig, selv om Vingegaard forsøgte sig med en acceleration i sidste sving kort før målstregen.
Mattias Skjelmose var inden da kommet i mål som nummer otte, 3 minutter og 43 sekunder efter Wout Poels.
Mandag er der hviledag, hvor rytterne skal forberede sig på tirsdagens 22,4 kilometer lange enkeltstart.