Sachverhalt:
A. Das Bezirksgericht Hinwil verurteilte X._ am 6. November 2008 wegen mehrfacher Widerhandlung gegen das Betäubungsmittelgesetz (Art. 19 Ziff. 1 Abs. 3-5 i.V.m. Art. 19 Ziff. 2 lit. a und b sowie Art. 19a Ziff. 1) und wegen Vergehens gegen Art. 23 Abs. 1 al. 5 ANAG zu einer Freiheitsstrafe von 5 Jahren.
X._ legte gegen die Verurteilung wegen qualifizierter Widerhandlung gegen das Betäubungsmittelgesetz und im Strafpunkt Berufung ein. Das Obergericht des Kantons Zürich bestätigte am 27. Januar 2010 den erstinstanzlichen Schuldspruch. Es legte die Freiheitsstrafe auf 41⁄2 Jahre fest.
B. X._ beantragt mit Beschwerde in Strafsachen, das Urteil vom 27. Januar 2010 aufzuheben und die Sache zwecks Freispruchs im Vorgang 7 der Anklageschrift und einer angemessenen Reduktion der Strafe an die Vorinstanz zurückzuweisen.
C. Vernehmlassungen wurden keine eingeholt.
Erwägungen:
1. Die Vorinstanz hält in Bezug auf den umstrittenen Vorgang 7 folgenden Sachverhalt für erwiesen:
Der Beschwerdeführer tat sich im Sommer 2006 mit A._ zusammen, um inskünftig gemeinsam dem Heroinhandel nachzugehen, wobei sie die Einfuhr von fünf Kilogramm Heroin aus dem Kosovo in die Schweiz organisierten. B._ führte das Heroin am 10. Juni 2006 in die Schweiz ein. In der Folge organisierte der Beschwerdeführer sieben Kilogramm Streckmittel. Davon verwendeten die Beteiligten zwei Kilogramm für die Streckung des eingeführten Heroins. Am 16. September 2006 suchte der Beschwerdeführer zusammen mit A._ C._ auf, welcher mit A._ die Lieferung von je einem Kilogramm des Heroins und des Streckmittels auf Kommission besprach. Der Beschwerdeführer traf sich am 18. September 2006 vereinbarungsgemäss mit A._ und B._, der die Droge mit sich führte. Anschliessend fuhren sie mit zwei Fahrzeugen nach Bern, wo sie das Heroin und das Streckmittel an C._ übergaben (angefochtenes Urteil S. 14).
2. 2.1 Der Beschwerdeführer rügt eine Verletzung seines Anspruchs auf rechtliches Gehör. Gegen A._ seien gleichzeitig zwei Strafuntersuchungen wegen Betäubungsmittelhandels eröffnet worden. Die Vorinstanz habe seinen Antrag auf Aktenbeizug des anfänglich im Kanton Waadt hängigen und später an den Kanton Zürich abgetretenen zweiten Verfahrens gegen A._ zu Unrecht abgewiesen. Aus diesen Akten hätten wesentliche Erkenntnisse zu Rang und Rollenverteilung gewonnen werden können. Hätte sich gezeigt, dass A._ im Zeitpunkt seines (des Beschwerdeführers) Einstiegs ins Drogengeschäft darin schon etabliert war, so wäre schlechthin nicht einzusehen, weshalb er als finanzschwacher Neueinsteiger von A._ als gleichrangigen Partner oder sogar als Chef hätte akzeptiert werden sollen. Das Obergericht argumentiere, die fraglichen Akten beträfen eine noch laufende Strafuntersuchung und wären nicht verwertbar, weil in Bezug auf A._ die Unschuldsvermutung zu beachten sei. Diese Begründung sei nicht stichhaltig (Beschwerde Ziff. 4 und 7).
2.2 Der Anspruch auf rechtliches Gehör ist in Art. 29 Abs. 2 BV verankert. Danach haben die Parteien Anspruch darauf, mit rechtzeitig und formgültig angebotenen Beweisanträgen und Vorbringen gehört zu werden, soweit diese erhebliche Tatsachen betreffen und nicht offensichtlich beweisuntauglich sind. Ein Verzicht auf die Abnahme von weiteren Beweisen ist zulässig, wenn sich das Gericht aufgrund der bereits erhobenen Beweise seine Überzeugung gebildet hat und ohne Willkür in vorweggenommener Beweiswürdigung annehmen kann, dass die abgelehnten Beweisanträge nichts an seiner Überzeugung zu ändern vermögen (BGE 134 I 140 E. 5.3; 131 I 153 E. 3).
2.3 Fraglich ist, ob der Aktenbeizug einzig mit Verweis auf die Unschuldsvermutung abgewiesen werden kann. Nicht ersichtlich ist jedoch, welche zusätzlichen Erkenntnisse aus den Akten des weiteren Verfahrens gegen A._ gewonnen werden könnten. Dass A._ möglicherweise bereits vor der Heroineinfuhr im Sommer 2006 im Drogenhandel tätig und in diesem Geschäft etabliert war, steht grundsätzlich nicht zur Diskussion. Selbst wenn dem so wäre, so liesse sich daraus für den Beschwerdeführer nicht den Umkehrschluss ableiten, er sei diesem völlig untergeben gewesen und habe nur auf dessen Geheiss gehandelt. Die Vorinstanz begründet unter Bezugnahme auf die Akten, insbesondere die Telefonüberwachungsprotokolle, weshalb sie zur Überzeugung gelangt, dieser sei keineswegs bloss als Handlanger am Drogenhandel beteiligt gewesen. Dass er A._ gleichgestellt oder diesem gar übergeben gewesen sein soll, wird demgegenüber auch im angefochtenen Entscheid nicht behauptet. Die Vorinstanz hält vielmehr fest, es könne nicht als erwiesen gelten, dass der Beschwerdeführer Drahtzieher oder die treibende Kraft beim Drogenimport gewesen sei (S. 13, 22 und 24). Sie führt zudem zutreffend aus, dass es nicht darauf ankomme, ob und welche deliktischen Handlungen A._ früher begangen haben soll, denn diese Vorgänge seien nicht Gegenstand der Anklage und vermöchten den Beschwerdeführer ohnehin nicht zu entlasten (S. 23). Die Vorinstanz durfte den Antrag auf Beizug der Akten ohne Willkür in antizipierter Beweiswürdigung abweisen. Eine Verletzung des rechtlichen Gehörs liegt nicht vor.
3. 3.1 Der Beschwerdeführer macht geltend, sein Beitrag beim Transport der Droge nach Bern sei nur von untergeordneter Bedeutung gewesen. Er habe für die Fahrt nach Bern lediglich als Ersatzchauffeur fungiert und nichts mitzureden gehabt. Der Transport hätte sich auch ohne seine Mitwirkung abgespielt, da er als Chauffeur von A._ beliebig austauschbar gewesen sei. Er sei in diesem Punkt daher nicht als Mittäter, sondern ausschliesslich als Gehilfe zu bestrafen (Beschwerde Ziff. 5 und 8).
3.2 Die allgemeinen Bestimmungen des Strafgesetzbuches finden auch im Betäubungsmittelstrafrecht Anwendung, soweit das Betäubungsmittelgesetz nicht selbst Bestimmungen aufstellt (Art. 26 BetmG). Art. 19 Ziff. 1 BetmG umschreibt nahezu alle Unterstützungshandlungen als selbständige Handlungen. Unterstützende Tatbeiträge sind daher nicht über die Regeln der Mittäterschaft, Anstiftung oder Gehilfenschaft in die eigentliche Tat einzubeziehen. Als Mittäter zu bestrafen ist daher auch, wer als (untergeordnetes) Mitglied einer Bande auf Geheiss gehandelt hat oder wer in der Organisation nur dienende Stellung einnahm und Handlungen von untergeordneter Bedeutung vornahm. Gehilfenschaft im Sinne von Art. 25 StGB liegt lediglich vor, wenn die objektive Mitwirkung an der Tat eines anderen sich auf einen untergeordneten, vom Gesetz nicht als selbständiges Delikt erfassten Beitrag beschränkt (BGE 133 IV 187 E. 3.2 und 3.3).
3.3 Der Beschwerdeführer war als Mitglied der Bande massgeblich am Betäubungsmittelhandel beteiligt. Der Transport der Droge nach Bern fällt unter die Tatbestandsvariante des Beförderns nach Art. 19 Ziff. 1 Abs. 3 BetmG. Die Vorinstanz geht zu Recht von einem mittäterschaftlichen Handeln aus. Soweit der Beschwerdeführer das Gegenteil behauptet und seine Rolle im Betäubungsmittelhandel zu minimieren versucht, weicht er zudem von der verbindlichen Sachverhaltsfeststellung der Vorinstanz (Art. 105 Abs. 1 BGG) ab. Darauf ist nicht einzutreten.
4. 4.1 Der Beschwerdeführer wendet sich gegen die Strafzumessung. A._ sei mit einer Freiheitsstrafe von fünf Jahren bestraft worden. Der geringe Unterschied zwischen den Freiheitsstrafen lasse praktisch zur Gänze unberücksichtigt, dass er weit weniger Einsatz und Energie als A._ an den Tag gelegt habe, als es darum gegangen sei, die Dank den Bemühungen von A._ zustande gekommene Lieferung von sechs Kilogramm Heroin zu verkaufen. Er habe lediglich ein Kilogramm des Heroins verkauft, zu dessen Übernahme und Bezahlung er sich verpflichtet habe. Im Übrigen sei er nur dessen Handlanger gewesen. A._ sei auch nach dem Verkauf der erwähnten Lieferung als Einkäufer und Verkäufer etlicher Kilogramm Heroin voll im Geschäft geblieben, während er rund zwei Monate lang nichts unternommen habe, bevor er am 24. Januar 2007 für den Kleinhandel 200 Gramm Heroin zu beschaffen versucht habe, bei welchem Versuch er verhaftet worden sei (Beschwerde Ziff. 6 und 9).
4.2 Die Strafrechtliche Abteilung des Bundesgerichts greift auf Beschwerde in Strafsachen hin nur ein, wenn die Vorinstanz den gesetzlichen Strafrahmen über- oder unterschritten hat, wenn sie von rechtlich nicht massgebenden Kriterien ausgegangen ist oder wesentliche Gesichtspunkte ausser Acht gelassen bzw. durch Überschreitung oder Missbrauch ihres Ermessens falsch gewichtet hat (BGE 135 IV 130 E. 5.3.1; 134 IV 17 E. 2.1; 129 IV 6 E. 6.1).
4.3 Sind im gleichen Verfahren zwei Mittäter zu beurteilen, so ist bei der Verschuldensbewertung mit zu berücksichtigen, wie dies die Vorinstanz auch tut (angefochtenes Urteil S. 25), in welchem gegenseitigen Verhältnis die Tatbeiträge stehen. Der Grundsatz der Gleichbehandlung und Gleichmässigkeit der Strafzumessung gebietet, dass der Richter bei der Festlegung der einzelnen Strafen im Sinne einer Gesamtbetrachtung beide Strafzumessungen in Einklang bringt. Die Berücksichtigung des richtigen Verhältnisses der Strafe zu derjenigen des Mittäters kann als eigenes und zusätzliches Element der Strafzumessung betrachtet werden. Art. 63 aStGB bzw. Art. 47 StGB ist verletzt, wenn dieser Umstand unbeachtet bleibt oder falsch gewichtet wird (BGE 135 IV 191 E. 3.2). Ist aus formellen Gründen nur über einen Mittäter zu urteilen, während die Strafe des andern bereits feststeht, so geht es darum, einen hypothetischen Vergleich anzustellen. Der Richter hat sich zu fragen, welche Strafen er ausfällen würde, wenn er beide Mittäter gleichzeitig beurteilen müsste. Dabei hat er sich einzig von seinem pflichtgemässen Ermessen leiten zu lassen. Die Autonomie des Richters kann zur Folge haben, dass die Strafen zweier Mittäter in einem Missverhältnis stehen. Dies ist verfassungsrechtlich unbedenklich und hinzunehmen, solange die in Frage stehende Strafe als solche angemessen ist. Ein Anspruch auf "Gleichbehandlung im Unrecht" besteht grundsätzlich nicht (BGE 135 IV 191 E. 3.3).
4.4 Die Vorinstanz setzt sich in ihren Erwägungen zur Strafzumessung mit den wesentlichen schuldrelevanten Komponenten auseinander und würdigt sämtliche Zumessungsgründe zutreffend. Dass sie sich dabei von rechtlich nicht massgeblichen Gesichtspunkten hätte leiten lassen oder wesentliche Gesichtspunkte nicht berücksichtigt hätte, ist nicht ersichtlich. Die Freiheitsstrafe von 41⁄2 Jahren erscheint angesichts der massgeblichen Beteiligung des Beschwerdeführers an der Einfuhr und am Weiterverkauf der fünf Kilogramm Heroin sowie der weiteren ihm zur Last gelegten Taten nicht übermässig hoch. Sie hält sich im Rahmen des sachrichterlichen Ermessens. Da sich das Bundesgericht nur zur Strafe des Beschwerdeführers zu äussern hat, kann die Strafzumessung mit der Beschwerde in Strafsachen nicht einzig mit dem Argument der fehlenden Relation der Strafen unter Mittätern angefochten werden. Der Beschwerdeführer muss vielmehr darlegen, weshalb die ausgesprochene Strafe für sich gesehen in Überschreitung des sachrichterlichen Ermessens unzulässig hoch ausgefallen ist oder in anderer Weise Bundesrecht verletzt (vgl. Urteil 6B_35/2010 vom 4. Juni 2010 E. 3.2), was er nicht tut. Auf seine Rüge ist insoweit nicht einzutreten.
5. Die Beschwerde ist abzuweisen, soweit darauf einzutreten ist. Bei diesem Ausgang des Verfahrens wird der Beschwerdeführer kostenpflichtig (Art. 66 Abs. 1 BGG).
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2. Die Gerichtskosten von Fr. 2'000.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
3. Dieses Urteil wird den Parteien und dem Obergericht des Kantons Zürich, II. Strafkammer, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 28. Juni 2010
Im Namen der Strafrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Das präsidierende Mitglied: Die Gerichtsschreiberin:
Schneider Unseld