Fatti: A. Nell'ambito di un procedimento penale aperto in Italia, la Procura della Repubblica presso il Tribunale di X._ ha chiesto il rinvio a giudizio, tra gli altri, di B._, A._ e C._ per il reato di concorso in corruzione per un atto contrario ai doveri d'ufficio (art. 110 e 319 del Codice penale italiano). Secondo l'autorità italiana, B._, consulente della D._S.p.A., e A._, imprenditore portuale e socio di B._, avrebbero concluso un accordo corruttivo con C._, allora sindaco di X._, per garantirsi un'importante commessa di carbone. Dalla prima metà del 2002, D._S.p.A. era infatti proprietaria della centrale termoelettrica di X._, alimentata a carbone, mentre B._ era agente per l'Italia della società E._Ltd a Singapore, che acquistava, per conto della D._S.p.A., dalle miniere indonesiane una qualità di carbone a basso contenuto di zolfo (denominato "Adaro"). La centrale termoelettrica in esercizio dal 1964 sarebbe stata destinata alla chiusura per la carenza di dispositivi di protezione ambientale, ma C._, dietro compenso, si sarebbe adoperato per mantenerla in esercizio in virtù del suddetto accordo corruttivo, garantendo la sottoscrizione della convenzione che prevedeva l'utilizzazione da parte di D._S.p.A. del carbone "Adaro" per la parziale alimentazione della centrale. Con sentenza del 17 febbraio 2006 del Giudice per le indagini preliminari presso il Tribunale di X._, emanata secondo il rito del patteggiamento, B._ è stato condannato a una pena di un anno e cinque mesi di reclusione. L'accusato ha inoltre versato un importo di EUR 330'000.--, di cui il giudice ha disposto la confisca. Con sentenza del 30 gennaio 2009 della seconda sezione penale del Tribunale di X._, A._ è stato condannato, anche per altri fatti che qui non interessano, alla pena di cinque anni di reclusione. Contro questo giudizio, sia l'accusato sia il Pubblico ministero hanno interposto appello. B. Con atto di accusa del 15 maggio 2009, il Ministero pubblico della Confederazione (MPC) ha messo in stato di accusa dinanzi al Tribunale penale federale (TPF) B._ e A._ per ripetuto riciclaggio di denaro aggravato giusta l'art. 305bis CP, in relazione ad atti, eseguiti essenzialmente su conti bancari in Svizzera, suscettibili di vanificare l'accertamento dell'origine, il ritrovamento o la confisca di valori patrimoniali derivanti dall'attività del commercio di carbone realizzata in base all'accordo corruttivo. C. Con sentenza del 3 dicembre 2009, la Corte penale del TPF ha riconosciuto B._ colpevole di ripetuto riciclaggio di denaro, per avere operato o fatto operare tra il 12 marzo 2003 e il 20 ottobre 2003 trasferimenti di denaro dalla relazione bancaria yyy a favore della relazione bancaria zzz, entrambe presso la banca F._ di Lugano, per un valore complessivo di USD 265'576.05. L'accusato è stato condannato a una pena detentiva di un mese, sospesa condizionalmente per un periodo di prova di due anni, a valere quale pena complementare alla pena di un anno e cinque mesi di reclusione inflitta mediante la sentenza 17 febbraio 2006 del giudice italiano. Nello stesso giudizio, A._ è stato riconosciuto colpevole del medesimo reato e di un ulteriore atto di riciclaggio di denaro, in relazione alla sostituzione del beneficiario del trust intestatario della citata relazione zzz, per un valore complessivo di USD 83'173.30. L'imputato è stato condannato alla pena di 210 aliquote giornaliere di fr. 410.-- ciascuna, per un totale di fr. 86'100.--, sospesa condizionalmente per un periodo di prova di due anni. D. B._ impugna questa sentenza con un ricorso in materia penale al Tribunale federale chiedendo di annullarla e di essere prosciolto dall'accusa di riciclaggio di denaro. Il ricorrente fa valere l'accertamento arbitrario dei fatti e la violazione degli art. 29 Cost., 169 e 170 vPP, 305bis CP e 6 n. 3 CEDU. E. La Corte penale del TPF comunica di non avere particolari osservazioni da presentare riferite specificatamente al ricorso in esame, mentre il MPC chiede di respingere il gravame nella misura della sua ammissibilità.