2006年10月10日にモデルチェンジ。今回、セダンにはサブネームが付いた「カローラアクシオ（COROLLA AXIO）」の新名称で一新[74]。このネーミングは「品質」「価値」を意味するギリシア語の「AXIA（アクシア）」に由来する。一方、ワゴンは9代目に続き「フィールダー」の名称で展開される。なお「ランクス」の名称で展開してきたハッチバックは、後継車として3ナンバーサイズの新型欧州戦略車「オーリス」を導入することとなり、カローラランクスの名前は1代限りで消え、カローラの派生車種から再びハッチバックが消滅した。また、オーリスの上級仕様である「ブレイド」も発売された。 10代目のキャッチコピーは「新しい尺度。」、「今度のCOROLLAはよくしゃべる」。
歴代カローラのセダンとしては非常に珍しく、E140系アクシオは2007年度のグッドデザイン賞を受賞している[75]。
10代目の形式が「E120」から「E140」に飛んでいる理由は、「E130」が輸入車のヴォルツ[76]および北米専売車種のマトリックスに振られているためである。
なお、今回セダンに関しては海外向けと国内向け、2つのプラットフォームを持つことになる。それは日本国内での根強い5ナンバー需要に対応するためで、従来車の車両寸法をほぼ維持した[77]E140系セダンのアクシオとE140G系ステーションワゴンのフィールダーは事実上ドメスティックモデルとなる。
案外知られていないが、このE140系カローラアクシオは歴代のカローラセダンでは大変珍しく、E140G系カローラフィールダーの逆派生モデルとなっている[78]。
エンジンは1500ccモデルの1NZ-FE型エンジン[79]が継続されるほかは1800ccモデルには1ZZ-FE型エンジンに代わって新開発の2ZR-FE型（DUAL VVT-i対応、136馬力）ガソリンエンジンが新たに搭載された。また、E120系に比べ車重がおよそ100kgも重くなり、格下のベルタと競合するという理由で、[80]セダン専用でありE50系[81]以降から続いてきたカローラシリーズの伝統ともいえる1300ccモデルやフィールダーやランクス、アレックスに搭載されていたスポーツツインカムモデルは廃止された。ただしカローラセダンの1300ccモデルの廃止後は事実上ベルタ[82]がその空いたポジションを受け持つ事となる。
オートマチックトランスミッションは全車CVT[83]である。また、ATを好まないユーザー向けにE120系に引き続いて1500ccモデルの2WD車に限りアクシオ、フィールダー共に5速マニュアルミッションも用意される。ちなみにアクシオは法人向けの「1.5X ビジネスパッケージ」[84]を除き全車にバックモニター機能付5.8インチ液晶ディスプレイとCDオーディオと前後ドアスピーカー[85][86]が標準で装備される。なお、4WD仕様に関してはアクシオの最上級グレードの「1.8ラグゼールαエディション」を除く全てのグレードに設定される。
CMは先代から引き続き木村拓哉が出演（フィールダー）しており、新たに明石家さんま（アクシオ、フィールダー）や浅田美代子（アクシオ）、柄本明（フィールダー）、細野晴臣（フィールダー）も起用された。