Ghekiere, del AG Insurance-Soudal, aprovechó la montaña en el recorrido de 166,4 km entre Champagnole y Le Grand-Bornand y, tras hacerse el viernes con el maillot de lunares de mejor escaladora, se escapó de un grupo de escapadas para ganar la etapa.
"No tengo palabras, creo que estoy soñando, es una locura", declaró Ghekiere.
La francesa Maeva Squiban fue segunda, a un minuto y 15 segundos de la ganadora, justo por delante de la defensora del título , Demi Vollering.
Un grupo de seis corredoras se escapó antes de la segunda de las cinco subidas categorizadas, pero Ghekiere, ganadora de la clasificación de la montaña en el Giro de Italia Donne el mes pasado, demostró su fuerza en las subidas para descolgarlas una a una.
Niewiadoma siguió impresionando y a falta de un kilómetro para la meta atacó desde el pelotón y sólo Vollering pudo seguirle el ritmo. Aunque la holandesa superó a Niewiadoma en la meta, la polaca mantuvo el liderato de la general.
Vollering perdió el maillot de líder en la quinta etapa tras perder tiempo en una caída cerca de la meta, y es octava en la clasificación, a un minuto y 15 segundos de Niewiadoma.
Niewiadoma, tercera en las dos ediciones anteriores del Tour, aventaja en 27 segundos a la holandesa Puck Pieterse, y en 10 segundos a la francesa Cedrine Kerbaol.
La última etapa del domingo es un recorrido de 149,9 km desde Le Grand-Bornand hasta la estación de montaña de Alpe d'Huez.