In 2009-10 bevestigde manager Pep Guardiola dat Pedro definitief zou worden gepromoveerd naar het eerste team van Barcelona, en hij reageerde met een doorbraakjaar, waarin hij de eerste speler werd die in elke officiële clubcompetitie in een enkel seizoen en ook in een kalenderjaar scoorde. Op 16 augustus, na het assisteren van Xavi met het eerste doelpunt, scoorde hij zijn eerste competitieve doelpunt voor het eerste team in de 67e minuut, waardoor hij een 2-1 overwinning op Athletic Bilbao in San Mamés voor de 2009 Supercopa de España verzekerde. Later die week tekende hij zijn professioneel contract, dat loopt tot juni 2014 met een uitkoopclausule van € 75 miljoen; in de 2009 UEFA Super Cup
Tegen Shakhtar Donetsk kwam hij in de 80e minuut als vervanger van Zlatan Ibrahimović en scoorde hij in de verlenging het enige doelpunt van de wedstrijd.