A 2010-es szezonban Patrick visszatért az újonnan átnevezett Andretti Autosporthoz az IndyCar Series-ben, valamint a NASCAR Nationwide Series (most Xfinity Series) JR Motorsports-szal. Mint az előző évben, a szezonja is rosszul kezdődött, mivel csak 15. helyet tudott szerezni az induló São Paulo Indy 300-as versenyen, miután rossz időjárásban forgott. Mindazonáltal a szezon második fordulóján, a késleltetett Honda Grand Prix of St. Petersburg-ban Patrick hetedik lett. Az Indianapolis 500-as versenyen
, karrierje legalacsonyabb 23. helyen végzett; a versenyen Patrick harcolt az autójával, hogy hatodik legyen. A Firestone 550 a Texas Motor Speedway-en egy héttel később volt a szezon legjobb teljesítménye, amely egy kört vezetett és második lett. A Sonoma-i Indy Grand Prix-n Patrick új rekordot állított fel a sorozatban a legtöbb egymást követő versenyen a célba érve, a 29. eseménye végigment anélkül, hogy befejezte volna. A szezont azzal fejezte be, hogy megegyezte a szezon legjobb eredményét a Homestead-Miami Speedway-en megrendezett IndyCar utolsó versenyen, amely lehetővé tette számára, hogy 367 ponttal tizedik legyen a pilóták rangsorában.