El británico Bradley Wiggins, del mismo equipo que Porte, batió por 73 centésimas de segundo a Martin en la etapa de hoy, una contrarreloj de 25,8 kilómetros entre Fatacil (Lagoa) y Casa Inglesa (Portimao).
Martin partía como favorito en esta prueba, de la que es uno de los mejores especialistas al ostentar el título de Campeón del Mundo.
Porte se quedó a 13 segundos del ganador de la etapa y el estadounidense Tejay van Garderen a 14, mientras que el español Luis León Sánchez, del equipo Rabobank, consiguió el décimo puesto.
En la clasificación general el australiano superó al tercer clasificado, Wiggins, en 44 segundos, y al holandés Jurgen Vanden Broeck (Lotto) en 50.
Los portugueses Rui Costa, del equipo español Movistar, y Tiago Machado, del Radioshack, que se habían mantenido en las anteriores etapas en el podio, descendieron al quinto y sexto puesto, respectivamente.
La 38 edición de la Vuelta al Algarve contó este año con la participación de veinte equipos, entre los que estaban los españoles Movistar y Caja Rural.
El español Koldo Fernández, del conjunto estadounidense Garmin-Barracuda, destacó en algunas de las pruebas y se clasificó entre los diez primeros puestos en las etapas segunda y cuarta.
Esta edición de la Vuelta al Algarve también vino marcada por la ausencia del español Alberto Contador -vencedor de la prueba en 2009 y 2010-, debido a una sanción impuesta por el Tribunal de Arbitraje Deportivo (TAS) tras dar positivo por clembuterol en el Tour 2010.
-- Quinta y última etapa:
.1. Bradley Wiggins (Reino Unido/Sky) 32:48
.2. Tony Martin (GER/Omega Pharma-Lotto), mt
.3. Richie Porte (AUS/Sky), a 13
.4. Tejay van Garderen (USA/BMC), a 14
.5. Jesse Sergent (NZL/RadioShack-Nissan), mt
.6. Jurgen van den Broeck (BEL/Lotto), a 29
.7. Andrew Talansky (USA/Garmin), a 39
.8. Michal Kwiatkowski (POL/QuickStep), a 53
.9. Edvald Boasson Hagen (NOR/Sky), a 56
10. Luis León Sánchez (ESP/Rabobank), mt
- General final:
.1. Richie Porte (AUS/Sky), 19h02:43
.2. Tony Martin (GER/QuickStep), a 37
.3. Bradley Wiggins (Reino Unido/Sky), a 44
.4. Jurgen van den Broeck (HOL/Lotto), a 50
.5. Rui Costa (POR/Movistar), a 58
.6. Tiago Machado (POR/RadioShack-Nissan), a 1:02
.7. Tejay van Garderen (USA/BMC), a 1:13
.8. Andrew Talansky (USA/Garmin), a 1:14
.9. Johnny Hoogerland (HOL/Vacansoleil), a 1:33
10. Gianni Meersman (BEL/Lotto), a 1:39.