W 2009 roku podpisał kontrakt z ekipą Arden, na starty, zarówno w zimowym, jak i głównym cyklu GP2. W obu przypadkach świetny debiut (trzecie miejsce w głównym wyścigu w azjatyckiej oraz zwycięski sprint w europejskiej edycji) nie przełożył się na resztę sezonu i Mortara musiał zadowolić się odpowiednio 11. i 14. lokatą. Mierne wyniki w przedsionku F1 powetował sobie zwycięstwem w Pucharze Interkontynentalnym w Makau, po zaciętej walce z zespołowym kolegą, Francuzem Jeanem-Karlem Vernayem. Gościnnie wystartował również w kilku wyścigach Formuły 3 Euroseries oraz World Series by Renault, jednakże bez sukcesu.
Z powodu braku sponsorów Włoch nie był w stanie zapewnić sobie miejsca w stawce przedsionka F1, dlatego też postanowił powrócić do najwyższej serii z cyklu F3 i ponownie nawiązać współpracę z francuską stajnią. Ruch ten okazał się słuszny. Ponowna współpraca z Signature-Plus zaowocowała tytułem mistrzowskim, na rundę przed zakończeniem rywalizacji. W ciągu osiemnastu wyścigów Edoardo jedenastokrotnie stanął na podium, z czego siedem razy na najwyższym stopniu. Bezkonkurencyjny okazał się również w prestiżowym wyścigu o Grand Prix Makau. Włoch od samego początku przewodził stawce, zwyciężając zarówno w kwalifikacjach, jak i w wyścigu kwalifikacyjnym.