W Luksemburgu w I rundzie przy prowadzeniu 7:5, 5:0 oddała mecz Anne Kremer.
W turnieju mistrzyń w Dosze wygrała swój pierwszy mecz z Wiktoryją Azaranką 1:6, 6:4, 7:5. W drugim meczu wygrała z Wierą Zwonariową 6:0, 6:7, 6:4. W III meczu przegrała z Jeleną Janković 2:6, 2:6 mimo to awansowała do półfinału, gdzie musiała oddać mecz Serenie Williams.
Sezon skończyła na 4. pozycji w rankingu WTA.
2010 thumb|Caroline Wozniacki podczas US Open 2010 w charakterystycznym stroju zaprojektowanym przez Stellę McCartney Sezon zaczęła od turnieju w Sydney, gdzie przegrała w I rundzie z Li Na 6:2, 3:6, 2:6. W Australian Open została rozstawiona z numerem 4. W I rundzie wygrała z Aleksandrą Wozniak 6:4, 6:2. Następnie wygrała z Julią Görges 6:3, 6:1. W III rundzie wygrała z Szachar Pe’er 6:4, 6:0, ale w IV rundzie przegrała z Li Na 4:6, 3:6. Po Australian Open awansowała na 3. pozycję w rankingu WTA.