Sachverhalt: A. Der deutsche Staatsangehörige R._ arbeitete im Jahre 2006 für die X._ AG. Bis am 30. April 2006 wohnte er in Zürich. Als ausländischer Angestellter ohne Niederlassungsbewilligung unterlag er der Quellensteuer. Am 1. Mai 2006 verlegte R._ seinen Wohnsitz nach Doha (Katar), wo er weiterhin für die X._ AG tätig war. Die X._ AG zog für den Zeitraum vom 1. Mai bis zum 30. Juni 2006 von seinem Lohn die Quellensteuer ab und überwies sie den Steuerbehörden. Später stellte sie sich auf den Standpunkt, ihr Arbeitnehmer sei ab dem 1. Mai 2006 nicht mehr quellensteuerpflichtig gewesen, und verlangte deshalb die Rückerstattung des für die Monate Mai und Juni 2006 bezahlten Quellensteuerbetrags von Fr. 2'786.60. Das Steueramt des Kantons Zürich befand, R._ unterliege für das ganze Jahr der Quellensteuerpflicht, und wies das Gesuch am 24. Januar 2007 ab. Eine Einsprache gegen diese Verfügung blieb erfolglos. Die Steuerrekurskommission I des Kantons Zürich stellte demgegenüber mit Urteil am 11. Juli 2007 fest, dass R._ vom 1. Mai bis zum 31. Dezember 2006 im Kanton Zürich bzw. in der Schweiz nicht quellensteuerpflichtig sei; dementsprechend ordnete sie die Rückerstattung der bereits abgelieferten Quellensteuer an. Das in der Folge vom kantonalen Steueramt angerufene Verwaltungsgericht des Kantons Zürich gelangte in seinem Entscheid vom 23. Januar 2008 zum Schluss, dass das Einkommen von R._ vom 1. Mai bis 30. Juni 2006 in der Schweiz nur besteuert werden könne, wenn er in diesem Zeitraum seinen tatsächlichen Arbeitsort in der Schweiz hatte. Da es jedoch die Sachverhaltsermittlung in dieser Hinsicht für unvollständig hielt, wies es die Sache an die Steuerrekurskommission I zurück. Auf eine Beschwerde des Kantonalen Steueramtes Zürich trat das Bundesgericht am 27. März 2009 nicht ein, weil es sich um einen nicht anfechtbaren Zwischenentscheid handelt (Urteil 2C_258/2008). Mit Entscheid vom 13. Juli 2009 bestätigte die Steuerrekurskommission I des Kantons Zürich ihren Entscheid vom 11. Juli 2007 und hiess die Beschwerde der X._ AG erneut gut. Eine Beschwerde des Kantonalen Steueramtes Zürich wies das Verwaltungsgericht des Kantons Zürich mit Entscheid vom 7. Juli 2010 ab. B. Hiergegen führt das Kantonale Steueramt Zürich Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten mit den Anträgen, die Entscheide des Verwaltungsgerichts des Kantons Zürich vom 23. Januar 2008 und 7. Juli 2010 seien aufzuheben und der Einspracheentscheid des Kantonalen Steueramtes Zürich vom 12. April 2007 sei zu bestätigen. Die Beschwerdegegnerin und das Verwaltungsgericht schliessen auf Abweisung, die Eigenössische Steuerverwaltung auf Gutheissung der Beschwerde. 