V sezóně 2009/10 byl Voronov přidělen na Čínský pohár 2009, kde získal bronz, a na Trofej Erica Bomparda 2009, kde byl šestý. V roce 2010 získal stříbrnou medaili na ruském národním šampionátu.
- Ne, ne. Voronov byl poslán do Evropy, ale jeho výsledek na 14. místě vedl Rusko k tomu, aby přidělilo druhé mužské místo na olympiádě a světovém mistrovství ruskému národnímu bronzovému medailistovi Artemovi Borodulinovi (spolu s Evgenijem Plushenkem). Plushenko odstoupil z mistrovství světa v roce 2010 kvůli zranění, což umožnilo Voronovovi být povolán jako pozdní náhražka. Voronov by se umístil na 14. místě. Toto umístění, spolu s Borodulinovým odstoupením během soutěže, znamenalo, že Rusko bude mít jedno mužské místo na mistrovství světa v roce 2011. Na konci sezóny opustil trenéra Alexeje Urmanova a přestěhoval se zpět do Moskvy, kde ho trénoval Nikolai Morozov.