Après le retrait de Toyota de la Formule 1 à l'issue de la saison 2009, Timo Glock signe avec la nouvelle écurie Virgin Racing. La voiture n'est ni compétitive ni fiable et son début de saison est un désastre. Il ne prend pas le départ du Grand Prix de Chine, son moteur ayant cassé. S'il domine son coéquipier, le débutant Lucas di Grassi, Glock ne rallie pas l'arrivée avant le Grand Prix d'Espagne, cinquième épreuve de la saison, qu'il termine à la dix-huitième place. Il abandonne à huit reprises dans la saison, ses premiers abandons depuis 2008. Timo Glock obtient son meilleur résultat de l'année au Japon, en terminant quatorzième. Son meilleur résultat en qualifications est une seizième place en Malaisie. Il se classe vingt-cinquième du championnat, sans avoir inscrit de point, sa première saison vierge.