Rossi startet 2010-sesongen sterkt med en seier i det første løpet etterfulgt av to pallplasser. Problemer dukket derimot opp da han fikk en highsider ved sving 13 på Mugello under den 2. fritreningen før Italias Grand Prix. Resultatet var et åpent brudd på høyre legg, noe som førte til at Rossi måtte stå over fire løp. Han skal kjøre sitt første løp etter skaden på Sachsenring i Tyskland den 18. juli. Han endte løpet på en 4.-plass etter å ha kjempet med Casey Stoner om 3.-plassen de siste rundene.