Pada 17 April 2010, pasukan Hispania Racing mengumumkan bahawa Yamamoto akan menjadi pemandu ujian dan simpanan mereka, dan juga mengumumkan bahawa beliau akan mengambil bahagian dalam sesi latihan sepanjang musim 2010. Beliau mengambil bahagian pada sesi latihan pertama bagi Hispania di Grand Prix Turki, di mana beliau menetapkan masa yang paling perlahan pada sesi tersebut. Pada 8 Julai 2010, ketua pasukan Hispania, Colin Kolles, mengumumkan bahawa Yamamoto akan menggantikan Bruno Senna untuk Grand Prix British, di mana beliau mendapat tempat ke-24 dan terakhir pada pusingan kelayakan. Beliau menamatkan perlumbaan di tempat ke-20 dan terakhir, hanya di belakang rakan sepasukan, Karun Chandhok. Yamamoto mengantikan Chandhok di Grand Prix Jerman, di mana beliau bersara selepas 19 pusingan selepas mengalami masalah enjin. Beliau telah digantikan oleh pemandu ujian, Christian Klien, di Singapura selepas Yamamoto dilaporkan mengalami keracunan makanan. Beliau kembali berlumba pada perlumbaan berikutnya di Jepun, di mana beliau mendapat tempat ke-16. Beliau mendapat tempat ke-15 di Korea, tetapi sekali lagi digantikan oleh Klien untuk dua perlumbaan terakhir di Brazil dan Abu Dhabi.