DeChambeau debutoval na PGA Tour jako amatér v červnu 2015 na FedEx St. Jude Classic poblíž Memphisu v Tennessee a skončil na 45. místě. Hrál ve svém prvním velkém šampionátu na
U.S. Open v Chambers Bay, ale zmeškal o čtyři údery. DeChambeau nebyl schopen obhájit svůj titul NCAA v roce 2016 poté, co SMU atletické oddělení bylo předáno postseason zákaz NCAA. Rozhodl se vzdát se své seniorské sezóny, aby hrál v několika soutěžích, než se stal profesionálem. Na australských mistrovstvích v listopadu 2015 byl DeChambeau spolu s Johnem Sendenem a Andrewem Evansem druhým v pořadí, dva výstřely za vítězem Petrem Seniorem. Byl nejnižším amatérem na Masters v roce 2016 a vyrovnal se na 21. místě.