I begynnelsen av 2010 måtte McIlroy ta et par ukers pause fra golfen på grunn av en vond rygg. Men i mai var han tilbake, og vant Quail Hollow Championship på PGA-touren. I The Open Championship ledet han etter første dag med en rekordrunde, 63 slag. Dagen etter var han uheldig med værforholdene, og gikk rundt The Old Course på 80 slag. Han endte likevel mesterskapet på en delt tredjeplass. Også i sesongens siste major-turnering, PGA-mesterskapet, lå han lenge godt an, men endte på en ny tredjeplass.