Faits: A. A.a En 1972, H.Y._ et F.Y._ (les locataires) ont pris à bail un appartement de six pièces et demie, dont la surface habitable est de 189 m2, au quatrième étage d'un immeuble à Genève. Conclu alors pour trois ans, le bail s'est ensuite renouvelé tacitement jusqu'en 1978; le loyer annuel initial a été fixé à 10'200 fr., sans les charges. Les locataires ont par la suite signé de nouveaux baux à loyer portant sur le même objet, le dernier contrat prévoyant dès le 30 juin 1998 une reconduction tacite de cinq ans en cinq ans avec un préavis de résiliation de six mois. A compter du 1er juillet 1995, le loyer annuel a été arrêté à 18'528 fr., charges en sus. Auparavant F.Y._ avait été locataire depuis le 15 février 1961 d'un appartement de quatre pièces au rez-de-chaussée du bâtiment précité. A.b Le 1er mars 2005, l'immeuble en cause, qui comporte 14 appartements, a été acquis au prix de 7'500'000 fr. pour moitié par F.A._ et H.A._, pour l'autre par X._, lequel a admis tirer ses revenus de la vente et de l'achat d'objets immobiliers. Depuis lors, les prénommés ont développé une intense activité en rapport avec ces logements: - le 9 septembre 2005, X._ a vendu sa part de copropriété de l'appartement 5.01 à F.A._ et H.A._ pour la somme de 831'500 fr.; - le 15 février 2006, les trois précités ont vendu à un tiers l'appartement 4.01 pour le prix de 1'920'000 fr.; - le 31 mars 2006, F.A._ et H.A._ ont échangé leur part de copropriété relative à l'appartement 7.01 avec les parts de X._ afférentes à l'appartement 2.01; - le 1er janvier 2007, à la suite d'un nouvel échange de parts de copropriété, X._ est devenu seul propriétaire de l'appartement des locataires; - le 6 mars 2007, F.A._ et H.A._, d'une part, X._, d'autre part, se sont partagés huit appartements de l'immeuble, en sorte que celui-ci est devenu seul propriétaire des logements 3.01, 5.02, 6.01. 6.02 et 7.02; - le 8 juillet 2009, F.A._ et H.A._ ont vendu à X._ l'appartement 1.10 sis au sous-sol pour la somme de 130'000 fr. A.c Par avis officiels adressés séparément à H.Y._ et F.Y._ le 23 novembre 2007, X._ a résilié leur bail avec effet au 30 juin 2008. Ce dernier a motivé le congé par sa volonté de vendre l'appartement libre de tout occupant. B. Saisie par les locataires, la Commission de conciliation en matière de baux et loyers a déclaré valable le congé du 23 novembre 2007 et accordé aux premiers une unique prolongation de bail de quatre ans, échéant le 20 juin 2012. Les locataires ont porté l'affaire devant le Tribunal des baux et loyers du canton de Genève, sollicitant l'annulation du congé, accessoirement une prolongation de bail. Ils ont exposé, sans être contredits, qu'ils sont âgés tous deux de 77 ans, qu'ils vivent depuis 36 ans dans l'appartement avec leur fils, né en 1961, lequel souffre d'importants problèmes neurologiques, et que H.Y._ a de graves problèmes de santé, étant atteint tout à la fois d'un cancer du foie et d'un cancer du côlon. Ils ont encore indiqué que X._ avait admis que la vente de l'appartement qu'ils louent lui permettrait d'obtenir un bénéfice atteignant environ deux fois le prix d'acquisition du bien à l'origine. Quant au bailleur, il a conclu devant cette autorité judiciaire à la validation du congé, tout en ne s'opposant pas à ce que les locataires bénéficient d'une prolongation de bail de quatre ans. Le défendeur a précisé être propriétaire de six autres appartements dans l'immeuble, dont les baux de quatre d'entre eux n'ont pas été rompus. Il a refusé d'indiquer les motifs pour lesquels ces baux n'ont pas été résiliés. Il a ajouté qu'il n'avait pas d'acquéreur pour le logement des locataires, mais que la vente de ce bien répondait à un besoin économique, dès l'instant où tous ses revenus proviennent des profits générés par des transactions immobilières. Par jugement du 13 mai 2009, le Tribunal des baux et loyers a annulé le congé en cause. Statuant sur l'appel formé par X._, la Chambre d'appel en matière de baux et loyers du canton de Genève, par arrêt du 19 avril 2010, a confirmé le jugement précité. La cour cantonale a considéré que le bailleur n'avait fait valoir son droit à la notification du congé qu'à titre purement spéculatif et qu'il n'avait pas allégué devoir faire face à des difficultés financières pouvant justifier la résiliation. Dans la mesure où le congé touchait en outre au besoin indispensable des locataires de se loger, lesquels sont âgés et ont la charge de leur fils handicapé de 49 ans, le bailleur ne pouvait se prévaloir d'aucun intérêt digne de protection. Les magistrats genevois en ont déduit que le congé du 23 novembre 2007 consacrait une disproportion manifeste des intérêts en présence et qu'il devait être annulé en raison de son caractère abusif. C. X._ exerce un recours en matière civile au Tribunal fédéral contre l'arrêt cantonal. Il conclut, principalement, à la mise à néant de cette décision et à ce qu'il soit prononcé que le congé notifié le 23 novembre 2007 pour le 30 juin 2008 soit déclaré valable, une unique prolongation de bail de quatre ans étant accordée aux locataires. Subsidiairement, il requiert le renvoi de la cause à la cour cantonale pour nouvelle décision dans le sens des considérants. Les intimés proposent le rejet du recours, subsidiairement une prolongation de leur bail de quatre ans, échéant le 30 juin 2012. 