Les Spurs cherchent à offrir une distribution plus solide dans la raquette pour la saison 2009-2010, ils recrutent Richard Jefferson, Theo Ratliff, Antonio McDyess, Keith Bogans et draftent DeJuan Blair. Duncan est nommé « joueur de la semaine pour la Conférence Ouest » pour la dernière semaine de novembre. Même à 34 ans, il est resté une constante menace, étant un des trois seuls joueurs de la ligue à la mi-saison avec des moyennes d'au moins 20 points et 10 rebonds par match. Le , Duncan est nommé pivot titulaire pour le NBA All-Star Game 2010. Après avoir réalisé une autre saison à plus de 50 victoires, les Spurs sont qualifiés pour les playoffs, et défont Dallas 4-2 avant de perdre 4-0 face à Phoenix lors du prochain tour.