Skribu daŭrigon por ĉi tiu paragrafo - Por la sezono 2010, li sentis, ke Penske atingis la potencialon de sia maljuniĝanta aŭto Dallara-Honda, kaj timis, ke aliaj teamoj ekspluatos tion por fermi la rendimentan breĉon. Castroneves venkis en la inaŭgura Indy Grand Prix de Alabamo por etendi sian rekordon de venko en vetkuro al dek rektaj sezonoj. Post kvalifiko en pole position por la Indianapolis 500
En la sekva fazo de la vetkuro, li haltis en boatejo, kio postulis de li pozicion en la naŭa pozicio. Kvin vetkuroj poste, ĉe la Honda Indy Edmonton, Castroneves estis la unua por fini, sed estis degradita al deka post kiam li estis konsiderita esti blokinta sian teamamikon Power. Li gajnis du sinsekvajn vetkurojn, ĉe Kentucky Speedway kaj Motegi, antaŭ ol fini la sezonon kun kvina ĉe Homestead-Miami. Kun 531 poentoj, Castroneves estis kvara en la poentaro de la ŝoforoj.