Le lors de la de Serie A, il inscrit un but d'un superbe ciseau acrobatique contre l'Udinese mais son équipe ne parviendra pas à s'imposer (score final: 1-2). Claudio inscrit un nouveau but la journée suivante face à Palerme mais la Juve est une nouvelle fois battue sur le même score (2-1). Pour beaucoup de fans en Italie, cette saison 2010-11 et ces buts contre l'Udinese et Palerme reflètent parfaitement les forces et les lacunes de Marchisio: il est un joueur capable de gestes brillants, mais ses inspirations sont trop sporadiques et il a peu progressé entre 2009 et 2011. Des doutes sont émis sur sa capacité à devenir l'héritier de Marco Tardelli, ex-légende turinoise à laquelle "Il Principino" est souvent comparé.