La temporada 2009-10 trajo desilusión y turbulencia para el Real Valladolid, ya que Pucela terminó en una dolorosa 18ª posición en La Liga, lo que resultó en el descenso tras una estadía de tres años en la máxima categoría. La temporada estuvo definida por una inestabilidad extrema, con tres directores técnicos diferentes: José Luis Mendilibar, Onésimo Sánchez y, finalmente, Javier Clemente, en un intento desesperado por sobrevivir. Liderando el ataque estaba el delantero emergente y agresivo Diego Costa, cuyos 8 goles en liga resultaron vitales pero, en última instancia, insuficientes. Su destino quedó sellado en la última jornada con una aplastante derrota por 0-4 ante el campeón de liga Barcelona en el Camp Nou, marcando un capítulo definitorio y doloroso en la historia moderna del club.