Andika mwendelezo wa aya hii - Kwa msimu wa 2010, alihisi Penske alikuwa amefikia uwezo wa gari lake la kuzeeka la Dallara-Honda, na aliogopa timu zingine zingetumia hii kumaliza pengo la utendaji. Castroneves alishinda Indy Grand Prix ya kwanza ya Alabama kupanua rekodi yake ya kushinda mbio kwa misimu kumi mfululizo. Baada ya kufuzu katika nafasi ya pole kwa Indianapolis 500
, stall katika pit stop relegated yake kwa tisa. Mashindano matano baadaye, katika Honda Indy Edmonton, Castroneves alikuwa wa kwanza kumaliza, lakini alishushwa daraja la kumi baada ya kuonekana kuwa amemzuia mwenzake Power. Yeye alishinda mbio mbili mfululizo, katika Kentucky Speedway na Motegi, kabla ya kumaliza msimu na tano katika Homestead-Miami. Akiwa na alama 531, Castroneves alikuwa wa nne katika orodha ya madereva.