Vainqueur de son premier titre national en salle en début de saison 2010, Debbie Dunn remporte la médaille d'or des Championnats du monde en salle de Doha, devançant la Russe Tatyana Firova et la Bulgare Vania Stambolova, puis obtient un second titre dans l'épreuve du 4 × 400 m en compagnie de DeeDee Trotter, Natasha Hastings et Allyson Felix. L'équipe américaine devance la Russie et la Jamaïque. En à Des Moines, l'Américaine s'adjuge son premier titre de championne des États-Unis en 49 s 64 (nouveau record personnel), devançant largement sa compatriote Francena McCorory. Troisième du classement général de la Ligue de diamant, elle représente les Amériques lors de la première édition de la Coupe continentale, à Split. Elle se classe deuxième du 400 m derrière la Botswanaise Amantle Montsho, et s'impose par ailleurs sur 4 × 400 m aux côtés de Shericka Williams, Nickiesha Wilson et Christine Amertil.