In december 2009, toen Fisichella naar Ferrari verhuisde en Liuzzi werd gepromoveerd naar het team, nam di Resta samen met J. R. Hildebrand deel aan een test met het team op het circuit van Jerez. Tijdens de Autosport International show in januari 2010 werd gezegd dat hij dicht bij een deal was als test- en reservecoureur van het team voor het seizoen 2010. De overeenkomst werd op 2 februari aangekondigd. Di Resta maakte zijn Formule 1-race-debuut op de 2010 Australische Grand Prix, waar hij deelnam aan de eerste vrije oefensessie in plaats van Sutil en eindigde als elfde. Hij reed in de eerste oefensessie van alle volgende races tot de Grand Prix van Monaco, waar hij niet deelnam. Hij reed weer voor het team tijdens de Europese Grand Prix en de volgende Britse Grand Prix.
Ik weet het. Na de Duitse Grand Prix te hebben gezeten, keerde hij terug voor de Hongaarse Grand Prix. Di Resta zat vervolgens de Belgische Grand Prix uit omdat Tonio Liuzzi en Adrian Sutil zoveel mogelijk baantijd nodig hadden om het gevoel van de nieuwe onderdelen te krijgen. Hij nam deel aan de oefeningen voor de Italiaanse Grand Prix, maar nam niet deel aan de Singapore of Japanse Grands Prix. Het team koos ervoor dat di Resta de Koreaanse Grand Prix zou missen om Liuzzi en Sutil te laten wennen aan het nieuwe circuit voor de race.