Jabarkan Musim 2009–10 dari Sergio Agüero dalam bahasa melayu

Walaupun kurang prolifik dalam menjaringkan gol, Agüero mempunyai musim yang cemerlang pada musim 2009–10 dan dipuji untuk persembahannya. Pada 3 November 2009, dia menjaringkan dua gol ketika menentang Chelsea dimana mereka seri 2–2 dalam perlawanan Liga Juara-Juara di Vicente Calderón. Atlético tersingkir daripada pertandingan tetapi berjaya melayakkan diri ke perlawanan akhir Liga Europa UEFA 2009–10 dimana Agüero membuat 2 bantuan gol terhadap untuk membantu pasukannya menang 2–1 ke atas Fulham. Dia juga membantu Atlético layak ke perlawanan akhir Copa del Rey tetapi mereka tewas kepada Sevilla di Camp Nou pada 19 Mei.

Pada 27 Ogos 2010, Atlético Madrid memenangi Piala Super UEFA dengan mengalahkan Internazionale 2–0. Agüero membuat bantuan gol kepada José Antonio Reyes serta menjaringkan gol kedua. Pada 4 Januari 2011, Atlético Madrid mengesahkan menerusi laman sesawang mereka bahawa Agüero telah menandatangani kontrak baru bersama kelab itu untuk mengekalkannya di Vicente Calderón sehingga tahun 2014. Pada hari berikutnya, dia dinamakan sebagai naib-kapten baru Atlético.