Primul meci de la CM 2010 în care a intrat ca titular a fost cel cu Slovacia, care a avut loc la data de 28 iunie 2010 și în care a marcat primul său gol de la acest turneu final, gol care a făcut-o pe Olanda să câștige cu scorul de 2–1. A fost numit și omul meciului. Robben a marcat cu capul al treilea gol al partidei din semifinala cu Uruguay, câștigată de Olanda cu scorul de 3–2. Robben a fost integralist în finală, dar Olanda a pierdut cu 1–0 în fața Spaniei. Robben a avut cea mai mare ocazie a Olandei în minutul 62, primind o pasă de la Wesley Sneijder, însă șutul său a fost parat de Iker Casillas. Robben a fost nominalizat la Balonul de Aur al CM 2010, trofeul acordat celui mai bun jucător al turneului, câștigat de Diego Forlán.