Op de Europese kampioenschappen in 2010 maakte Penen weer wél deel uit van de Belgische 4 x 100 m estafetteploeg, die verder bestond uit Olivia Borlée, Hanna Mariën en Élodie Ouédraogo. In Barcelona werden zij in hun reeks weliswaar vierde, maar toch bereikten ze de finale door met 43,82 s de snelste tijd van de verliezers te laten noteren, bovendien de snelste seizoenprestatie van het Belgische kwartet. In de finale liep het helaas mis met de laatste aflossing tussen Élodie Ouédraogo en Frauke Penen. Het wisselstokje viel, waarmee voor de laatste het drama van vier jaar eerder in Göteborg zich herhaalde.