Täytä seuraava lause: Vuoden 2010 kaudella hän koki, että Penske oli saavuttanut vanhenevan Dallara-Hondan potentiaalinsa ja pelkäsi, että muut joukkueet hyödyntäisivät tätä suorituskyvyn kuilun poistamiseksi. Castroneves voitti Indy Grand Prix of Alabama -kilpailun ja nosti voittoennätyksensä kymmeneksi vuodeksi peräkkäin. Hän on päässyt pole positionin.
Hän putosi yhdeksänteen pisteeseen. Viisi kilpailua myöhemmin Honda Indy Edmontonissa Castroneves oli ensimmäinen, joka pääsi maaliin, mutta hänet alennettiin kymmenenneksi, kun hänen katsottiin estäneen joukkuetoverinsa Powerin. Hän voitti kaksi kilpailua peräkkäin, Kentucky Speedway ja Motegi, ennen kuin lopetti kauden viidenneksi Homestead-Miamissa. 531 pisteellä Castroneves oli neljänneksi kuljettajien listalla.