Kittel hatte bei der dritten Auflage in Dubai bereits das erste Teilstück gewonnen. Am Samstag gewann der Sprintspezialist vor Elia Viviani (Italien/Sky) und Vorjahressieger Mark Cavendish (Großbritannien/Dimension Data).
"Ich bin sehr, sehr glücklich. Ich habe von diesem Moment geträumt. Mein Selbstvertrauen ist tausendfach höher als im Vorjahr, ich bin sehr stolz", sagte Kittel.
Im Klassement lag Kittel vor den abschließenden 137 Kilometern sechs Sekunden hinter Nizzolo, zog durch einen 10-Sekunden-Bonus für den Tagessieg aber vorbei. Nach einer für ihn durch Krankheit und mannschaftsinternen Problemen belasteten, enttäuschenden letzten Saison war Kittel von Giant-Alpecin zu Etixx-Quick Step um den Zeitfahr-Spezialisten Tony Martin gewechselt.