I 2010 tok Gutiérrez steget over til det nyopprettede GP3-mesterskapet, men kjørte fremdeles for ART Grand Prix. Han fikk selskap i teamet av Pedro Nunes og Alexander Rossi. Gutiérrez vant mesterskapet med to løp igjen å kjøre da han i Monza tok pole position og de to bonuspoengene som fulgte med dette.