2017年4月25日，为进一步优化公交线网布局，加快构造“快、干、支、微”分层公交体系，为市民提供更加便捷、优质的公交服务，新开珠海公交510路。珠海公交510路投入13台中巴与大巴运营，配车为金龙XMQ6106G、金龙XMQ6119G、
宇通ZK6108HGC、中通LCK6850HGN，班次间隔约7-17分钟，服务时间为“
御温泉”06:05-19:25；“
湖心路口总站”07:00-20:45；实行无人售票一票制，票价2元/人次，并与B字头干线及Z字头微公交线路实施差额换乘优惠。5月26日，珠海公交510路减少一台ZK6108HGC配车。
2018年1月18日，珠海公交510路全线车辆置换为GTQ6121BEVBT3，配车增至13台。同时加密班次、延长服务时间，具体为：“御温泉”头班06:05不变，尾班由19:25延长至21:00；“湖心路口总站”头班由07:00提前至06:20，尾班20:45不变。2月，为配合
珠海公交520路增加3台高峰用车，将珠海公交510路车号为07755D的配车调出，同时调入一台车号为00996D的配车。9月底，珠海公交510路一台车号为00201D的配车因车况不佳更换为02788D。11月18日，珠海市实行全城公交统一一票制1元，珠海公交510路票价由空调车2元调整为空调车1元。
2019年2月13日，为规范公交站名使用，经过与区交通运输单位及当地村委沟通协商，将原“斗门财所”更名为“斗门旧街路口”，“王保山村”更正为“王保山”，“深潭凼”更正为“深潭”。8月29日，将原“斗门行政中心”更名为“斗门行政服务中心”，“东方威尼斯”更名为“东方威尼城”。
2020年2月24日，为加快构造“快、干、支、微”多层次公交线网体系，合理调配各功能线路的客流分担，充分发挥线路功能和线网换乘优势，珠海公交510路增加10台车辆运营，班次间隔由15分钟缩短为约6-12分钟，并延长服务时间为：“御温泉”06:05-21:15，“湖心路口总站”06:20-22:00。3月18日，珠海公交510路广通GTQ6121BEVBT3及广客GTZ6107BEVB配车调出，调入原属于K5路的广客GTZ6129BEVB1。4月30日，因斗门区行政服务中心办事大厅将进行搬迁，“斗门行政服务中心”双边站更名为“尖峰桥西”。6月26日，珠海公交510路广客GTZ6129BEVB2配车更换为
珠海公交520A路退下的广通GTQ6121BEVBT3。7月11日，“银城酒店”更名为“中兴路中”。11月6日，珠海公交510路两台广客GTZ6129BEVB1与K5路两台广客GTZ6127BEVB对调。
2021年3月6日，珠海公交510路在“石门坑”与“金台寺路口”站之间，双向增设“金台立交西”站。8月9日，珠海公交510路部分配车更换为广通GTQ6111BEVBT1。
2022年3月5日，“东方威尼城”站更名为“幸福河桥”；“尖峰山”站更名为“西堤路中”；“尖峰花园”站更名为“美湾街口”；“井岸大厦”站更名为“渡江路口”；“黄杨大道东”站更名为“西湾市场”；“西湾东”站更名为“东元”；“西湾小学”站更名为“珠江村”；“西湾”站更名为“西坑”；珠海公交510路在湖心路上的“江南岸”与“幸福河桥”（原东方威尼城更名）站之间新增设“东方威尼城”双边站。