Pogacars slovenske landsman Primoz Roglic hade en sammanlagd ledning på 57 sekunder inför tempoloppet men tappade allt och tog helt slut under en 5,9 kilometer lång klättring.
Till slut var Roglic 1.56 bakom Pogacar på femte plats på etappen och tvåa i sammandraget, 59 sekunder bakom.
Om inte Pogacar gör bort sig på sista etappen är slutsegern hans. Den sista etappen bör bara bli en defilering till målet på Champs-Elysees i Paris.
– Att ta över den gula ledartröjan sista dagen är något vi har drömt om sedan starten. Jag hade koll på varenda krök längs vägen tack vare mitt stall, sade Pogacar.
Tour de France-debutanten har nu chansen att bli den yngste vinnaren i cykelklassikern sedan Henri Cornet 1904. Pogacar, som fyller 22 år på måndag, har nu tre ledartröjor inför sista dagen – den gula, den vita som bästa cyklist under 25 år och den polkagrisrandiga för bergsetapperna.
Lördagens skräll påminner om sista lördagen 1989 då amerikanen Greg LeMond till slut vann med åtta sekunder före Laurent Fignon, Frankrike, som gick ut med 50 sekunders ledning inför tempoloppet.