Био је вођа и на Светском првенству 2010. у Турској. Нарочито се истакао у четвртфиналном мечу против Шпаније, када је постигао тројку са 9 метара, 3 секунде до краја, чиме је Србија прошла у полуфинале. На крају турнира Теодосић је изабран у најбољу петорку првенства.