Van Garderen fikk parkert sammenlagtfavorittene i den siste stigningen opp mot den tåkelagte fjelltoppen Vallter 2000.
I en spennende avslutning snek amerikaneren seg foran franske Romain Bardet i spurten og tok sin første seier på verdenstouren.
– Jeg lot de andre karene gjøre noen små angrep først så de kunne slite hverandre litt ut. Jeg var nok litt heldig, og kulden hjalp meg kanskje litt. Jeg tror jeg taklet den litt bedre enn noen av guttene som veier 60 kilo, sa van Garderen etter å ha fullført den 166,4 kilometer lange etappen.
– Dette er min første verdenstourseier. Å være der oppe blant alle de store navnene som (Alberto) Contador, (Chris) Froome og Purito (Joaquin Rodríguez) er en stor ære, la han til.
I sammendraget er BMC-profilen treer etter fire av sju etapper. Katjusjas Joaquin Rodríguez leder. Han har fire sekunders forsprang til storrytteren Alberto Contador og ytterligere tre sekunder til van Garderen.
Fjorårets Tour de France-vinner, Chris Froome fra Sky-laget, maktet ikke å holde følge med de beste rytterne i avslutningen torsdag. Han endte åtte sekunder bak vinneren på 8.-plass.
Contador ble nummer tre og Rodríguez fire på den fjerde etappen. (©NTB)