Illarramendi va començar el seu segon any amb una breu aparició com a substitut a la Supercopa de la UEFA 2014
Va triomfar contra els compatriotes Sevilla FC a l'Estadi de la Ciutat de Cardiff, i també va formar part de l'equip del Reial Madrid que va guanyar la Copa del Món de Clubs de la FIFA al Marroc, jugant la totalitat de les semifinales 4 a 0 contra Cruz Azul.