Major League Baseball Cincinnati Reds thumb|left|Aroldis Chapman jako zawodnik Cincinnati Reds. 11 stycznia 2010 podpisał sześcioletni kontrakt jako wolny agent wart 30,25 miliona dolarów z Cincinnati Reds. Występy w organizacji rozpoczął w Louisville Bats, w którym rozegrał 39 meczów, uzyskując bilans W-L 9–6. 31 sierpnia 2010 został powołany do 40-osobowego składu Cincinnati Reds i tego samego dnia zadebiutował w MLB w meczu przeciwko Milwaukee Brewers, którym rozegrał ósmą zmianę. 1 września 2010 w meczu z Brewers zanotował swoje pierwsze zwycięstwo w MLB. 24 września 2010 w spotkaniu z San Diego Padres wykonał najszybszy narzut w historii MLB; piłka osiągnęła prędkość 105,1 mph.
W sezonie 2011 zagrał 54 mecze, w których uzyskał bilans 4–1 i zaliczył pierwszy save 6 lipca w spotkaniu z St. Louis Cardinals, rozgrywając trzynastą zmianę. Podczas spring training 2012 pełnił funkcję startera, jednak w wyniku kontuzji Ryana Madsona, Nicka Masseta i Billy’ego Braya, Chapman został z powrotem przesunięty na pozycję relievera. W lipcu 2012 po raz pierwszy otrzymał powołanie do NL All-Star Team. Sezon 2012 zakończył ze wskaźnikiem ERA 1,51 i 38 save'ami (3. wynik w lidze).