Después de más de 200 kilómetros en una escapada, Townsend entró en meta con tres metros de ventaja sobre el belga Arnaud De Lie y el francés Paul Magnier.
Sucede en el palmarés al neerlandés Olav Kooij, enfermo y que no estuvo en la salida.
Kooij fue sustituido por el belga Wout Van Aert, que adelantó así su regreso a la competición, que tenía previsto en la nueva semana en la Vuelta a Alemania.
Townsend se fue escapado con el suizo Johan Jacobs, el portugués Nelson Oliveira y belga Dries De Pooter.
La alegría de Rory Townsend
El grupo quedó reducido a tres y tenía apenas una veintena de segundos en la cima de la última ascensión del Waseberg.
Finalmente, Rory pudo resistir pese a la presión del pelotón para conseguir ser el ganador con un corto margen.
"No creía llegar hasta el final. Es increíble lo que hicimos hoy, todavía estoy en shock", admitió el irlandés después de su éxito.