Senatorvalget i Pennsylvania 2010 var et kongressvalg som ble avholdt 2. november 2010 i den amerikanske delstaten Pennsylvania. Republikaneren Pat Toomey vant over demokraten Joe Sestak. Den sittende senatoren Arlen Specter ble slått av Sestak i primærvalget. Specter skiftet parti i april 2009 fra Republikanerne til Demokratene, da det ble klart at han ville tape et primærvalg mot Toomey.