Durante la sua seconda stagione in "biancoceleste" la squadra è allenata nuovo tecnico Davide Ballardini. L'8 agosto 2009 vince la Supercoppa Italiana battendo 2-1 l'Inter nella gara disputata a Pechino. La squadra del tecnico ravennate, nonostante la vittoria della Supercoppa, gioca male e in Europa League raccoglie un'eliminazione nel girone qualificatorio. Nella competizione europea Zárate esordisce nella gara dei play-off vinta 3-0 contro l'Elfsborg, segnando la rete del momentaneo 2-0. Nel girone di qualificazione segnerà altri tre gol: uno nella trasferta contro il Levski Sofia, dove sigla la seconda marcatura della gara; e due al Villareal, rispettivamente uno nella gara d'andata e l'altro in quella di ritorno. In campionato segna la sua prima rete stagionale contro il , su rigore; si ripete alla sesta giornata segnando la rete dell'1-1 contro il Palermo. Realizza anche, con l'involontario aiuto di Thiago Silva, il gol dell'1-2 al Milan. A febbraio 2010 l'allenatore Ballardini viene esonerato essendo la Lazio in zona retrocessione: con l'arrivo di Edoardo Reja, alla ventiseiesima giornata, Zárate torna al gol segnando la rete dello 0-2 al , su un assist di Sergio Floccari.