Uchida nggawe debut ing Schalke 04, nalika kalah 2-0 nglawan Bayern Munchen ing Piala Super DFL. Ora suwe sawise iku, Uchida miwiti debut ing liga kanggo klub kasebut nalika dadi pemain panggenti ing babak kapindo kanggo Joël Matip, nalika kalah 2-1 nglawan Hamburger SV. Sawise absen metu saka tim utama amarga cedera ing wulan September, dheweke bali menyang tim utama maneh ing tanggal 25 September 2010, nalika imbang 2-2 nglawan Borussia Mönchengladbach. Sawise bali menyang tim utama, Manajer Felix Magath komentar babagan kinerja Uchida, dheweke ujar: "Fisike dheweke isih ora kuwat banget, nanging dheweke menehi sing paling apik menyang arep." Patang dina sawise, ing tanggal 29 September 2010, dheweke nggawe debut ing Liga Champions kanggo klub kasebut, nalika menang 2-0 nglawan Benfica. Sawise ora main sak pertandingan, Uchida bali menyang jajaran utama ing posisi bek kanan melawan Stuttgart ing tanggal 16 Oktober 2010 lan pertandingan kasebut hasile imbang 2-2. Dheweke banjur nulungi pertahanan klub lan njaga telung "clean sheet" berturut-turut saka 4 Desember 2010 nganti 18 Desember 2010. Sawise ora main ing wulan Januari, amarga main ing tim nasional kanggo Piala Asia AFC 2011, Uchida bali menyang jajaran awal nalika nglawan Borussia Dortmund ing tanggal 4 Februari 2011 lan mbantu pertahanan klub tetep "clean sheet" nalikaning imbang 0-0. Iki diterusake kanthi mbantu klub ngentukke "clean sheet" liyane, nalika menang 1-0 nglawan SC Freiburg. Sawise menang 2-1 nglawan Eintracht Frankfurt ing tanggal 12 Maret 2011, Uchida nganggo kaos sing nanggepi lindhu lan tsunami Tōhoku, dheweke ujar: "Kanca-kanca sing daktresnani ing Jepang. Muga-muga akeh nyawa kang bakal disimpen. Ayo padha ngadeg bareng-bareng. Musibah iki pancen cedhak banget karo aku. Aku tetep kehubung] karo Jepang." Wiwit bali menyang tim utama, dheweke bisa entuk posisi ing posisi bek kanan ing turahane musim iki. Tanggal 13 April 2011, Uchida dadi pemain bal-balan Jepang pertama sing iso nggayuh semi-final Liga Champion. Sanajan klub kasebut ora tekan final, Uchida dadi pemain pengganti ing babak kaping pindho nalika nggantikke Peer Kluge, nalika klub kasebut ngalahake MSV Duisburg 5-0 ing Final DFB-Pokal. Ing musim pertamane ing Schalke 04, Uchida nggawe total 43 penampilan ing kabeh kompetisi.