أكمل الجملة التالية: في 21 ديسمبر 2010، أكدت فيرجن ريسينج أن ديمبروزيو سيسابق للفريق في. في أول 13 سباق له مع الفريق، انتهى د'امبروزيو 11 منهم مع تقاعده الوحيد في ماليزيا بسبب مشكلة مع الالكترونيات في سيارته وفي
إيطاليا بسبب مشاكل في علبة التروس. أفضل نتيجته كانت مرتين في المركز 14 في أستراليا وكندا. في سباق منزله، جائزة بلجيكا الكبرى، أنهى في المركز السابع عشر، متغلبًا على زميله في الفريق تيمو غلوك.