Vonn a februári világbajnokságon súlyos balesetet szenvedett a lesiklóviadalon, aminek következtében a jobb térdében az oldalsó- és a keresztszalag is elszakadt, emellett a sípcsontja is eltört. A visszatérésre készülve november 19-én edzés közben nagyot bukott, és szintén a jobb térdében részlegesen elszakadt az elülső keresztszalagja. December elején aztán a 29 éves síző visszatért, majd egyre jobb eredményeket ért el, ám a hónap végén a Val d'Isere-i lesiklóversenyen ismét bukott, és megint a jobb térde sérült meg.
Vonn a 2010-es vancouveri olimpián lesiklásban arany, szuper-G-ben bronzérmet szerzett.