Voltou a IndyCar Series para Ganassi na temporada 2009. Obteve cinco vitorias (Long Beach, Iowa, Toronto, Sears Point e Homestead) e nove podos, superando Scott Dixon e Ryan Briscoe para tornar-se campeão da temporada. Em 2010 venceu pela segunda vez as 500 Milhas de Indianápolis, alem de vitoria em Mid-Ohio e Chicagoland. Com um total de dez podios, Franchitti venceu pela terceira vez o campeonato de pilotos, tendo como vice-campeão Will Power, quem ganhou cinco corridas em circuitos e liderou quase a temporada toda, no entanto, bateu o muro na ultima prova em Homestad, deixando Franchitti com o titulo.