Theo điều lệ của cuộc thi, Lena được đặc cách tham dự vòng chung kết của Eurovision Song Contest 2010. Do Đức là một trong bốn thành viên lớn nhất của "Liên hiệp Phát sóng châu Âu" - EBU, nên thí sinh nước này không cần phải vượt qua vòng sơ kết. Đồng thời, Đức cũng có quyền ưu tiên chọn thứ tự lên sân khấu của thí sinh nước họ. Nhớ đó, Lena được xếp thứ tự 22 trong số 25 thí sinh. Lena đến Oslo trước đêm chung kết một tuần và diễn tập 5 buổi cho bài hát của cô - "Satellite". Cô là một trong những thí sinh được yêu thích nhất. Nhà cái xếp cô đứng thứ hai sau ca khúc Drip Drop của thí sinh người Azerbaijan, Safura Alizadeh; trong khi Google dự đoán cô sẽ chiến thắng dựa theo số lượt tìm kiếm trên trang web.[28] Theo tờ Aftenposten của Na Uy, cô được giới truyền thông để mắt tới nhiều nhất trong tất cả 25 thí sinh.[29]

Đêm chung kết được tổ chức vào ngày 29/5/2010 tại Telenor Arena ở Oslo. Xuất hiện gần cuối chương trình, Lena mặc một bộ đầm suông màu đen, trình diễn solo trên một sân khấu chỉ có cô với bốn ca sĩ hát lót. Phần trình bày của cô phá vỡ xu hướng thường thấy của Eurovision, vì nó không có vũ đạo, vũ công nền hay một sân khấu được trang hoàng công phu.[30] "Satellite" nhận được tổng cộng 246 điểm, giúp Đức chiến thắng lần đầu tiên kể từ năm 1982, và cũng là chiến thắng đầu tiên kể từ khi nước Đức tái thống nhất. Về nhì là ca khúc "We Could Be the Same" của ban nhạc maNga đến từ Thổ Nhĩ Kỳ với 76 điểm thấp hơn, mức chênh lệch lớn thứ hai trong lịch sử Eurovision vào thời điểm đó, chỉ sau Alexander Rybak với 169 điểm cao hơn thí sinh đứng thứ hai trong Eurovision Song Contest 2009 (sau đó, kỉ lục của Lena bị Loreen đến từ Thuỵ Điển vượt qua với 113 điểm hơn thí sinh đứng thứ hai trong Eurovision Song Contest 2012). "Satellite" nhận được số điểm cao nhất - 12 điểm, 9 lần và nhận được điểm từ mọi quốc gia, ngoại trừ Moldova, Belarus, Gruzia, Israel và Armenia.[3]