Mandal-gutten ble nummer to på den 22,1 kilometer lange etappen med start og mål i La Roche-Posay.
Tidligere på dagen ble det i tillegg syklet en kort fellesstartetappe på 94,1 kilometer fra Coussay-les-Bois til La Roche-Posay. Der var sørlendingen ikke med i teten.
På tempoen var Wærenskjold blant favorittene. Sørlendingen ble U23-verdensmester i disiplinen i fjor og tok NM-gull tidligere i sommer. I mål var han ti sekunder bak Armirail (FDJ).
Wærenskjold er imidlertid tilbake i ledertrøya i rittet som avsluttes fredag. Han har seks sekunder ned til nevnte Armirail.
Mandal-gutten har vært i god form den siste tiden. I forrige uke gikk han til topps på en etappe i Danmark rundt og ble nummer fire sammenlagt. En kjedelig punktering ødela for en mer fremskutt totalplassering.
Tidligere i sommer syklet han sterkt i Tour de France-debuten, og i forkant av rittet i Frankrike gikk han til topps i en etappe i Belgia rundt.
Wærenskjold står med fire proffseirer denne sesongen.
23-åringen, som har fått tilnavnet «flodhesten fra Mandal» for sine monsterkrefter, har skapt seg et navn i internasjonal sykling.
– Han er i ferd med å ta et steg opp i verdenseliten! En ting er det han gjør resultatmessig, men gutten er en leder i bussen og et talent på så mange andre måter, sa teamsjef Jens Haugland i Uno-X til NTB tidligere denne uken.