El campeón del Tour de Francia dominó en la ruta plana de 40,2 kilómetros entre un circuito en Navarra hasta Logroño, en el norte de España, y superó por 29 segundos al holandés Wilco Kelderman y por 57 segundos al italiano Vincenzo Nibali.
El británico aumentó su delantera en la clasificación general a 1 minuto, 58 segundos sobre Nibali tras el triunfo en la 16ta etapa. Kelderman trepó al tercer puesto, a 42 segundos del italiano.
"Es un gran alivio, y obviamente estoy súper contento por estar en esta situación", dijo Froome. "Es una sensación maravillosa poder extender la delantera. La carrera no ha terminado, tendré que luchar cada día".
Froome ganó su segunda etapa en esta Vuelta, en la que busca convertirse en apenas el tercer ciclista que logra el doblete Tour-Vuelta.
La estrella del equipo Sky viste la camiseta roja de líder general desde la tercera etapa de la Vuelta, una carrera en la que ha terminado segundo en tres ocasiones, incluyendo el año pasado cuando escoltó al colombiano Nairo Quintana.
El español Alberto Contador, que se retirará de las pistas después de la Vuelta, terminó quinto en la contrarreloj y escaló al quinto puesto en la general, a cinco minutos de Froome.
"Ahora nos esperan cuatro días muy duros", dijo el español. "ya veremos qué podemos hacer".
La 17ma etapa del miércoles es un recorrido de montaña de 180,5 kilómetros, uno de los más difíciles de la competencia.
La Vuelta termina el domingo en Madrid.
