Der Kapitän des amerikanischen Rennstalls RadioShack war bereits am Sonntag auf der 9. Etappe schwer gestürzt und hatte sich dabei starken Prellungen zugezogen.
Bei der ersten Pyrenäen-Etappe nach Luz-Ardiden kam Klöden am Donnerstag in der Abfahrt vom Hourquette d'Ancizan erneut zu Fall.
Mit bandagiertem Ellbogen und zerrissenem Trikot kämpfte er sich noch ins Ziel, hatte aber fast neun Minuten Rückstand auf die Favoriten.
Erster deutscher Ausstieg 2011
Am Freitag war Klöden frühzeitig aus dem Feld zurückgefallen. Der gebürtige Sachse konnte nach seiner Aufgabe nicht mehr selbstständig vom Rad steigen, so groß waren die Schmerzen.
Klöden ist der erste Deutsche, der die Tour 2011 vor dem Ziel in Paris verlassen muss. Zwölf deutscher Fahrer hatten das Rennen aufgenommen.