De vijftiende etappe van de Ronde van Italië 2010 werd op 23 mei 2010 verreden. Het was een bergrit van 222 km van Mestre naar Monte Zoncolan. Ivan Basso won de rit solo. Het was de 2e Liquigas-Doimo-ritwinst op rij, en de vierde achter elkaar van een Italiaan.
Door de loodzware slotklim waren de onderlinge verschillen tussen de favorieten opvallend groot, maar ondanks een tijdverlies van meer dan 3 minuten behield de Spanjaard David Arroyo de roze leiderstrui.