2009 m. gruodžio 15 d. buvo paskelbta, kad Di Grassi yra vienas iš dviejų visiškai naujos "Virgin Racing" komandos vairuotojų, o jo partneris bus jo buvęs GP2 serijos varžovas Timo Glock, BBC Radio Sheffield prognozuojamoje sutartyje. Svarbus jo sprendimo veiksnys buvo galimybė dirbti su Džonu Bučiu, "Virgin" komandos vadovu. "The Daily Telegraph" pranešė, kad di Grassi taip pat suteikė "Virgin" 5 milijonų svarų vertės rėmimą. 2010 m. "The Guardian" "Formula One" papildas Alan Henry ir Rob Bagchi prognozavo, kad Glock per visą sezoną pranoktų di Grassi. Jis pasitraukė iš pirmųjų dviejų sezono raundų (Bahreine ir Australijoje) dėl hidraulinių problemų. Tačiau jo sėkmė Sepange pagerėjo.
kur jis užėmė savo pirmąjį (ir geriausią) sezono finišą su 14-uoju, nepaisant to, kad antrąją lenktynių pusę turėjo atlikti degalų taupymo režimu dėl pikapo ir degalų kiekio problemų.