DeChambeau debutoval na PGA Tour ako amatér v júni 2015 na FedEx St. Jude Classic neďaleko Memphisu v Tennessee a skončil na 45. mieste. Hral na svojom prvom veľkom šampionáte na US Open.
v Chambers Bay, ale zmeškal to o štyri údery. DeChambeau nebol schopný obhajovať svoj titul NCAA v roku 2016 po tom, čo SMU atletické oddelenie bolo odovzdané pozastavenie postseason NCAA. Rozhodol sa vzdať sa svojej seniorskej sezóny, aby hral v niekoľkých podujatiach predtým, ako sa stal profesionálom. Na Majstrovstvách Austrálie v novembri 2015 bol DeChambeau spolu s Johnom Sendenom a Andrew Evansom druhý, dva údery za víťazom Peterom Seniorom. Bol najnižším amatérom na Majstrovstvách v roku 2016 a vyrovnal sa na 21. mieste.