Faits: A. Sous l'appellation Ambulances Z._, Y._ exploitait une entreprise individuelle assurant un service d'ambulances et gérant un dépôt de gaz médicinaux en gros. E._ a travaillé pour Ambulances Z._ comme chauffeur ambulancier dès le 18 avril 1991. Le règlement d'entreprise faisait partie du contrat. Il instituait un délai de congé de deux mois «net» dès la deuxième année de service. Selon le règlement, «le collaborateur [était] tenu d'accomplir des heures supplémentaires lorsque les circonstances [l'exigeaient]»; «les heures supplémentaires accomplies au-delà du planning [étaient], en règle générale, payées avec un supplément de 25%» alors que «les heures supplémentaires effectuées le dimanche et les jours fériés [étaient] majorées de 50%». Le salaire mensuel de base de E._ s'élevait à 5'200 fr. en 2004 et 2005, 5'250 fr. en 2006, 5'300 fr. en 2007 et 5'350 fr. en 2008. Tous les décomptes de salaire comprenaient les rubriques «inconvénients de service», «prime de conduite», «prime ancienneté» et «prime responsabilité». Les inconvénients de service ont été compensés chaque mois à raison de 300 fr. de 2004 à 2007 et à raison de 500 fr. en 2008. La prime de conduite s'est toujours montée à 100 fr. par mois. La prime de responsabilité a été systématiquement versée de 2004 à 2007 à hauteur de 200 fr. par mois avant de passer à 400 fr. par mois en 2008. La prime d'ancienneté a augmenté de 100 fr. par année de 2004 à 2007, passant de 900 fr. à 1'200 fr. par mois; elle est resté fixée à 1'200 fr. en 2008. De 2004 à 2008, la rémunération de E._ variait chaque mois en fonction des heures supplémentaires accomplies; celles-ci étaient payées par rapport au salaire de base, sans tenir compte des différentes primes d'ancienneté, d'inconvénients de service, de conduite ou de responsabilité. X._ SA (ci-après: X._) exploite une entreprise d'ambulances. Au début 2008, Y._ a contacté l'un des administrateurs de X._, car il souhaitait cesser son activité, devenue déficitaire. Durant la deuxième quinzaine de juillet 2008, l'exploitant d'Ambulances Z._ et X._ ont longuement étudié la faisabilité d'une reprise. Lors d'une réunion du personnel d'Ambulances Z._ tenue le 17 juillet 2008, Y._ a fait état de difficultés financières qui l'incitaient à cesser ses activités. Par circulaire du 26 juillet 2008 faisant suite à cette réunion, il a informé chaque employé qu'il allait procéder à l'annonce officielle d'un licenciement collectif auprès des instances concernées; bien que des discussions en cours permissent d'envisager la possibilité d'une reprise de la majorité des employés par une entreprise tierce, les collaborateurs recevraient, au début de la semaine suivante, une lettre de licenciement pour le 30 septembre 2008. A l'instar des 25 autres employés d'Ambulances Z._, E._ a été licencié pour le 30 septembre 2008 par courrier du 28 juillet 2008 confirmant «les termes de la circulaire concernant la cessation d'activité de [l']entreprise au 30 septembre 2008.» Dans une seconde circulaire, datée du 7 août 2008 et portant le titre «Transfert de l'entreprise», Y._ a informé l'ensemble du personnel d'Ambulances Z._ de la cessation des activités de l'entreprise pour le 30 septembre 2008, invoquant des motifs économiques et structurels. Il ajoutait toutefois qu'il y avait une proposition concrète de la part de X._, «concernant la reprise d'une grande partie de l'entreprise, et de 20 des 26 employés de celle-ci avec reprise des contrats aux conditions actuelles»; 20 personnes recevraient une lettre annulant le congé et une solution avait été trouvée pour une vingt-et-unième personne. Le même jour, Y._ a informé par écrit 20 des 26 employés d'Ambulances Z._, dont E._, que le congé du 28 juillet 2008 était «nul et non avenu», précisant que «dans le cadre de [la] reprise, [leur] contrat de travail sera[it] transféré à la nouvelle entité et poursuivi selon ses termes.» Le 29 septembre 2008, Y._ a conclu un accord avec X._, laquelle reprenait les activités d'Ambulances Z._ à partir du 1er octobre 2008. Par courrier du 2 octobre 2008, X._ a résilié pour le 31 décembre 2008 le contrat de travail la liant à E._ à la suite du transfert d'entreprise. Le salaire a été régulièrement payé jusqu'au terme du contrat et le congé n'a pas été contesté. B. Par demande du 31 mars 2009, E._ a ouvert action contre Y._ et X._ en paiement d'un montant brut de 27'549 fr.55, plus intérêts à 5% dès le 30 septembre 2008. Cette prétention correspond à la rémunération complémentaire d'heures supplémentaires et de jours fériés non compensés jusqu'au 30 septembre 2008. Par jugement du 9 novembre 2009, le Tribunal de la juridiction des prud'hommes du canton de Genève a condamné Y._ et X._ à payer à E._ 18'840 fr.65 (montant brut), plus intérêts à 5% dès le 30 septembre 2008. Le tribunal a constaté que les rapports de travail avaient été transférés à X._ de sorte que les deux parties défenderesses répondaient des créances du travailleur. Il a ensuite retenu que les heures supplémentaires, dont le nombre n'était pas contesté, devaient être rémunérées selon le salaire effectif, qui incluait la prime d'ancienneté; un montant de 18'840 fr.65 devait ainsi être alloué à E._. Faute de preuve, les postes afférents à la compensation de jours fériés travaillés ont été écartés. Statuant le 5 mai 2010 sur appel des trois parties, la Cour d'appel de la juridiction des prud'hommes du canton de Genève a annulé le jugement de première instance, puis condamné Y._ à payer à E._ la somme brute de 20'373 fr.64, plus intérêts à 5% dès le 1er janvier 2009, à charge pour le défendeur de s'acquitter des prestations sociales. Les juges genevois ont considéré que les différentes primes versées à E._ faisaient partie du salaire convenu de sorte qu'elles devaient être prises en compte pour le paiement des heures supplémentaires. Sans autre précision, ils ont indiqué que seul le défendeur devait être condamné à payer le montant de 20'373 fr.64 alloué à ce titre. C. Y._ interjette un recours en matière civile. Il conclut à l'annulation de l'arrêt cantonal et au déboutement de E._, de la Caisse V._ et de tout autre opposant. La mention de la caisse de chômage résulte manifestement d'une inadvertance, la caisse en question n'ayant jamais été partie au procès opposant E._ à Y._ et X._. Le recourant a requis l'effet suspensif. Par ordonnance du 12 juillet 2010, la Présidente de la Ire Cour de droit civil du Tribunal fédéral a refusé de faire droit à cette demande. Dans sa réponse, E._ propose le rejet du recours dans la mesure où il est recevable. Invitée à se déterminer, X._ indique qu'elle appuie les conclusions du recourant. 