De 25-jarige Pogacar legde de 40,6 kilometer lange tijdrit van Foligno naar Perugia af in 51 minuten en 44 seconden. Daarmee was hij zeventien seconden sneller dan de Italiaan Filippo Ganna. De Amerikaan Magnus Sheffield werd op 49 tellen derde.
Pogacar maakte het verschil op de slotklim. Bij het tweede tussenpunt had hij nog 47 seconden achterstand op Ganna, maar die maakte hij in het laatste gedeelte ruimschoots goed.
Thymen Arensman belandde net buiten de top drie in de tijdrit. De Nederlander zette op precies een minuut de vierde tijd neer.
Arensman klimt naar elfde plaats in klassement
Geraint Thomas gaf maar liefst twee minuten toe op Pogacar. De Brit verloor daardoor de tweede plaats in het klassement aan Daniel Felipe Martínez, die elf seconden sneller was.
In het klassement heeft Pogacar nu 2 minuten en 36 seconden voorsprong op Martínez. Thomas staat tien seconden achter de Colombiaan op de derde plek. Arensman is dankzij zijn goede tijdrit naar de elfde plaats geklommen en heeft ruim vijf minuten achterstand.
De Giro trekt zaterdag de bergen in. Dan staat er een 152 kilometer lange rit van Spoleto naar Prati di Tivo op het programma. De aankomst ligt op een beklimming van de eerste categorie.