Täytä seuraava lause: 21. joulukuuta 2010 Virgin Racing vahvisti, että d'Ambrosio kilpaisi joukkueessa vuonna 2010. Ensimmäisissä 13 kilpailussa d'Ambrosio pääsi 11 kilpailussa. Hän jäi pois vain Malesiassa, koska hänen autonsa elektroniikassa oli vikaa.
Italiaan vaihteiston ongelmien vuoksi. Hänen parhaat pisteensä ovat olleet kaksi 14. sijaa Australiassa ja Kanadassa. Kotimaassaan, Belgian Grand Prix -kilpailussa hän sijoittui 17. sijalle, voittaen tiimikaverinsa Timo Glockin.