La stagione 2010 ha visto Patrick tornare a guidare con la nuova Andretti Autosport nella IndyCar Series, così come un programma limitato con JR Motorsports nella NASCAR Nationwide Series (ora Xfinity Series). Come l'anno precedente, la sua stagione è iniziata male, in quanto ha potuto raggiungere solo il 15 ° posto nell'inaugurale São Paulo Indy 300 dopo aver girato in condizioni meteorologiche avverse. Tuttavia, al secondo round della stagione, il ritardato Gran Premio Honda di San Pietroburgo, Patrick fece la sua prima apparizione in cima al settimo posto. Alle 500 di Indianapolis
, si è qualificata al 23 ° posto, il più basso della sua carriera; in gara, Patrick ha lottato con la sua auto per finire sesto. La Firestone 550 al Texas Motor Speedway una settimana dopo fu la sua migliore prestazione della stagione, che la vide guidare un giro e finire seconda. All'Indy Grand Prix di Sonoma, Patrick ha stabilito un nuovo record di serie per il maggior numero di gare consecutive che arrivano al traguardo con il suo 29 ° evento che passa senza che lei non riesca a finire. Ha concluso la sua stagione eguagliando il suo miglior risultato della stagione nell'ultima gara di IndyCar a Homestead-Miami Speedway, che le ha permesso di finire decima nella classifica dei piloti con 367 punti.