Belgaren ryckte i den sista uppförskörningen, med en mil kvar, och vann med åtta sekunder till godo på klungan. Han utökade också sin totalledning till 25 sekunders marginal till tvåan, landsmannen Yves Lampaert och 32 före slovenen Tadej Pogacar, som vunnit Tour de France två år i rad.
– Jag ville inte ta risken att förlora en gång till. Jag körde för full gas för att se vad som skulle hända och det gick hela vägen, säger van Aert.
Efter inledningen i Danmark var den fjärde etappen, 171,5 kilometer, den första i Frankrike.
Jasper Philipsen, Belgien, vann spurten i klungan och slutade tvåa, men firade ordentligt och trodde att han vunnit etappen.
Van Aerts lagkompis i Jumbo-Visma, fransmannen Christophe Laporte, blev trea.