Il suo tempo di 36 minuti e 42 secondi sul percorso di 33 chilometri lo ha fatto balzare al secondo posto della classifica generale.
Jonas Vingegaard è stato il principale favorito a perdere più tempo, mentre Evenepoel ha recuperato più di un minuto sul danese due volte campione del Tour. Il danese si è piazzato al 12° posto con un tempo di 38 minuti e tre secondi.
Pogacar ha preso la maglia gialla da Van der Poel dopo che l'olandese non è riuscito a eguagliare il tempo dello sloveno di 36 minuti e 58 secondi.
Il campione del mondo ora precede Evenepoel di 42 secondi, mentre Kevin Vauquelin è terzo dopo un'entusiasmante corsa del francese. Vingegaard è sceso al quarto posto nella classifica generale, dopo il più grande scossone finora avvenuto al Tour.
Dopo la tappa, Evenepoel ha dichiarato: "Non si può mai sapere perché i grandi come Edoardo possono fare bene questo percorso. Sapevo di avere buone possibilità, avevo le gambe e non pensavo di poter andare più veloce.
"Ho spinto in modo abbastanza costante... il mio punto di forza è stato quello di aver mantenuto alla fine lo stesso ritmo dei primi 10 chilometri... Ho tenuto un ritmo perfetto.
"Anche Tadej ha fatto una cronometro molto forte, 16 secondi sono abbastanza vicini... Questo dimostra che è in gran forma, ed è il motivo per cui è l'uomo da battere in questo Tour de France".
Affini e Plapp impressionano
La cronometro, un percorso a circuito da Caen alla città francese, era pianeggiante e si adattava ai forti cronoman.
Con i pretendenti alla classifica generale che sono usciti in ritardo, è toccato a Luke Plapp della Jayco-AlUla e a Edoardo Affini fornire il divertimento iniziale.
L'australiano Plapp ha fatto segnare il miglior tempo al primo e al secondo checkpoint, ma è stato Affini a passare gran parte del pomeriggio in panchina.
L'italiano sarebbe stato presente alla partenza dei leader. Remco Evenepoel, nono in classifica generale dopo quattro tappe del Tour, è stato il primo dei grandi sfidanti della giornata a partire, mancando di due secondi il miglior tempo di Plapp. Il vento si è alzato nel corso della giornata e Plapp, in sella alla sua bici d'oro da cronometro e con le fasce iridate sulla schiena, sarebbe stato soddisfatto del suo sforzo iniziale.
Jonas Vingegaard, terzo in classifica generale durante la notte, ha accusato un ritardo di 14 secondi dal belga, mentre Pogacar ha raggiunto Evenepoel.
Van der Poel, non noto per le sue capacità cronometriche rispetto al trio sopracitato, era a pari tempo con Pogacar in testa alla classifica generale, ma aveva già perso 30 secondi al primo controllo, il che significa che il suo sogno di un'altra giornata in giallo si è infranto presto.
Tutti gli occhi si sono rivolti al terzo controllo orario, dove Evenepoel ha allungato il suo vantaggio virtuale su Affini, a caccia della vittoria di tappa. Aveva 11 secondi di vantaggio sul campione europeo a cronometro a 8,2 km dall'arrivo.
Lo slancio di uno dei due corridori si stava trasformando in una lotta per Vingegaard, che stava perdendo tempo sulla strada sia nei confronti del belga che di Pogacar.
Evenepoel taglierà il traguardo con un tempo di 36 minuti e 42 secondi, 33 secondi più veloce di Affini e una velocità media di 54 km/h sui 33 chilometri. Ha lanciato la sfida alle due più grandi stelle del Tour.
Crisi per Vingegaard?
Vingegaard ha perso tempo nelle ultime tappe e sarà deluso di aver perso più di un minuto da Pogacar. Ora aspetterà la prossima settimana in montagna per avere l'opportunità di colpire Pogacar.
Il miglior giovane all'inizio della giornata, Vauquelin, ha disputato la cronometro della sua vita per salire al terzo posto in classifica generale, chiudendo la tappa al quinto posto, mentre ci sono state buone prove per Primoz Roglic e Florian Lipowitz. Anche Joao Almeida si è mantenuto in gara, concludendo la tappa all'ottavo posto, e si è rivelato un prezioso luogotenente per il compagno di squadra Pogacar.
Tra i maggiori sconfitti nella lotta per la classifica generale c'è Enric Mas, che ha perso quasi tre minuti nella giornata.
La sesta tappa del Tour vede i velocisti tornare alla ribalta con un percorso relativamente piatto di 201,5 km da Bayeux a Vire Normandie. L'arrivo della tappa di giovedì contiene una rampa verso il traguardo, che offre l'opportunità di strappare una vittoria di tappa.