Le Sicilien de 33 ans a attaqué à 1,5 km du sommet du Poggio, la dernière difficulté de la journée. Il a réussi à prendre une dizaine de secondes d'avance aux favoris au sommet et à conserver son avantage jusqu'en bas de la descente. Il a ensuite résisté au retour des sprinters.
Nibali, vainqueur du Tour de France 2014, a devancé l'Australien Caleb Ewan et le Français Arnaud Démare. Grand favori, le champion du monde slovaque, Peter Sagan a pris la 6e place.
Mark Cavendish a lui été victime d'une spectaculaire chute. Touché surtout à la hanche droite, le Britannique de 32 ans a été amené à l'hôpital pour subir des examens. Il était déjà tombé lors du Tour d'Abu Dhabi et du Tirreno-Adriatico.
ats/lper
Milan - San Remo (294 km)
1. Vincenzo Nibali ITA 7h18'43"
2. Caleb Ewan AUS + 0"
3. Arnaud Démare FRA 0"
4. Alexander Kristoff NOR 0"
5. Jurgen Roelandts BEL 0"
92. Michael Schär SUI 4'50''
111. Gregory Rast SUI 7'53''