Durant l'intersaison, Henry ajoute deux nouveaux titres à son palmarès en remportant la Supercoupe d'Europe et la Supercoupe d'Espagne. Après un début de saison 2009-2010 marqué par une série de blessures aux adducteurs et à la cuisse, il inscrit le de sa carrière toutes compétitions confondues le face à Xerez CD, devenant ainsi le joueur français ayant inscrit le plus grand nombre de buts dans sa carrière professionnelle. Le , Henry et le FC Barcelone remportent pour la première fois la Coupe du monde des clubs en battant Estudiantes de La Plata en finale sur le score de 2-1. Il s'agit du sixième titre de l'année pour le club catalan, une première dans l'histoire du football. Peu en réussite lors de la première moitié de saison, il perd peu à peu sa place de titulaire au profit de Pedro. Au total, il inscrit quatre buts en 21 matchs de championnat. Le FC Barcelone remporte un deuxième titre national consécutif. Libéré par le FC Barcelone, il est annoncé partant par différents médias espagnols et américains vers la Major League Soccer et le club des Red Bulls de New York. Il signe officiellement le dans le club new-yorkais.