Sachverhalt:
A. Das Bezirksgericht Horgen verurteilte X._ am 25. Februar 2009 wegen Betruges und Veruntreuung zum Nachteil von -- zu einer bedingt vollziehbaren Freiheitsstrafe von 15 Monaten, als Zusatzstrafe zum Strafbefehl der Staatsanwaltschaft Limmattal/Albis vom 2. Juni 2008. Es verpflichtete X._, der Geschädigten Fr. 37'110.-- zuzüglich Zins zu 5 % seit dem 27. Juli 1998 sowie eine Prozessentschädigung von Fr. 16'000.-- zu bezahlen und verwies das Schadenersatzbegehren im Mehrbetrag auf den Zivilweg.
B. Das Obergericht des Kantons Zürich sprach X._ am 16. November 2009 von den Vorwürfen der Veruntreuung und des Betrugs zum Nachteil von Y._ frei. Es hob die Verpflichtung von X._ zur Bezahlung einer Prozessentschädigung an Y._ auf. Die Untersuchungs- und Verfahrenskosten beider Instanzen, inklusive der Kosten für die amtliche Verteidigung, auferlegte es X._ zur Hälfte und Y._ zu einem Viertel. Es verpflichtete Y._, X._ für die erbetene Verteidigung eine reduzierte Entschädigung von Fr. 7'500.-- sowie eine Umtriebsentschädigung von Fr. 750.-- zu bezahlen. Im Übrigen sprach es X._ für die erbetene Verteidigung eine reduzierte Entschädigung von Fr. 7'500.-- zu Lasten der Staatskasse zu.
C. Gegen dieses Urteil erhebt X._ Beschwerde in Strafsachen. Er beantragt, Ziffer 6 (Verfahrenskosten) und 7 (Parteientschädigung von X._ aus der Staatskasse) des angefochtenen Urteils seien aufzuheben. Es seien ihm maximal Fr. 856.25 von den Untersuchungskosten und den Verfahrenskosten beider Instanzen sowie der amtlichen Verteidigung aufzuerlegen. Der Rest sei auf die Gerichtskasse zu nehmen, soweit die Kosten nicht von der Geschädigten zu bezahlen seien. Es sei ihm eine Entschädigung von Fr. 24'222.75 aus der Gerichtskasse zuzusprechen. Eventualiter, für den Fall, dass die Geschädigte die Kosten- und Entschädigungsregelung des vorinstanzlichen Urteils erfolgreich anfechten sollte, seien die entsprechenden Kosten auf die Gerichtskasse zu nehmen und die Gerichtskasse sei zu verpflichten, ihm eine Entschädigung von Fr. 31'722.75 zu bezahlen. Allenfalls sei die Sache zur neuen Entscheidung hinsichtlich der Kosten- und Entschädigungsfolgen an die Vorinstanz zurückzuweisen. Es sei ihm die unentgeltliche Rechtspflege und Verbeiständung zu gewähren.
D. Y._ ficht das vorinstanzliche Urteil in einem separaten Verfahren (6B_22/2010) an.
Erwägungen:
1. 1.1 Der Beschwerdeführer rügt zusammengefasst, die Vorinstanz verletze bei der Verlegung der Verfahrenskosten und der teilweisen Verweigerung einer Parteientschädigung trotz vollumfänglichen Freispruchs die Unschuldsvermutung. Sie wende § 396a i.V.m. § 189 Abs. 1 der Strafprozessordnung des Kantons Zürich (LS 321; StPO/ZH) willkürlich an und begründe die Regelung der Entschädigungsfolgen unter Verletzung des rechtlichen Gehörs nicht.
1.2 Das Bundesgericht hat im parallelen Verfahren der Geschädigten (6B_22/2010) den angefochtenen Entscheid in Gutheissung ihrer Beschwerde mit Urteil vom 8. Juni 2010 aufgehoben und die Sache zur neuen Entscheidung an die Vorinstanz zurückgewiesen. Damit fällt das Anfechtungsobjekt des vorliegenden Verfahrens vor Bundesgericht dahin. Die Beschwerde ist als gegenstandslos geworden vom Geschäftsverzeichnis abzuschreiben.
2. Bei diesem Ausgang des Verfahrens sind keine Gerichtskosten zu erheben (Art. 66 Abs. 1 BGG). Wäre die Beschwerde materiell beurteilt worden, hätte sie abgewiesen werden müssen. Das Gesuch des Beschwerdeführers um unentgeltliche Rechtspflege ist zum Vornherein als aussichtslos zu bezeichnen und abzuweisen.
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde in Strafsachen wird als gegenstandslos geworden vom Geschäftsverzeichnis abgeschrieben.
2. Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege wird abgewiesen.
3. Es werden keine Kosten erhoben und keine Entschädigung zugesprochen.
4. Dieses Urteil wird den Parteien und dem Obergericht des Kantons Zürich, II. Strafkammer, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 8. Juni 2010
Im Namen der Strafrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Die Gerichtsschreiberin:
Favre Koch