L'inizio di campionato sembrò però ricalcare il rendimento mediocre della stagione precedente, e così venne rivoluzionata la struttura societaria: il 28 settembre 2009 si interruppe consensualmente, dopo 5 anni, con il DG Pierpaolo Marino, colui che aveva affiancato De Laurentiis fin dai primi e difficili giorni di vita della nuova società, nonostante il contratto rinnovato solo pochi mesi prima. Stessa sorte toccò a Roberto Donadoni, sollevato dall'incarico il 6 ottobre dopo aver raccolto 7 punti in 7 partite, e sostituito con Walter Mazzarri. Contemporaneamente, dalla arrivò il Direttore Sportivo Riccardo Bigon, figlio di Alberto, allenatore del secondo scudetto azzurro. Sotto la guida del tecnico toscano il Napoli inanellò una serie di 15 risultati utili consecutivi, tra cui le vittorie in casa di Fiorentina e Juventus, che permisero ai partenopei di chiudere il girone d'andata al terzo posto, eventualità che non si verificava dalla stagione 1991-1992. Nonostante una leggera flessione nel girone di ritorno, il Napoli chiuse il torneo al 6º posto con 59 punti, miglior risultato dalla stagione 1993-1994 e record di punti in massima serie con i 3 punti per vittoria, garantendosi così l'accesso diretto all'Europa League. Per il terzo campionato consecutivo, Marek Hamšík fu il capocannoniere della squadra (12 gol).