Den 21 Dezember 2010 huet d'Virgin Racing confirméiert, datt den d'Ambrosio fir d'Team am Joer 2010 géif lafen. A sengen éischten 13 Rennen fir d'Team huet den d'Ambrosio 11 vun hinnen ofgeschloss mat sengen eenzege Pensiounen, déi a Malaysia komm sinn wéinst engem Problem mat der Elektronik vu sengem Auto an an der
Italien wéinst Problemer mam Getriebe. Seng bescht Plazen waren zwou 14. Plazen, an Australien a Kanada. A sengem Heemcourse, dem Grand Prix vun der Belsch, ass hien op der 17. Plaz komm, wou hie säin Teamkolleg Timo Glock besiegt huet.