Hän jatkoi vuoden 2015 kaudella, voittaen neljä ensimmäistä kisaa ja johtaen Hamiltonia 43 mestaruuspisteellä, vaikka Hamilton kärsi luotettavuusongelmista kahdessa ensimmäisistä neljästä kilpailusta. Rosberg ja Hamilton tekivät nopean kosketuksen, jonka jälkeen Hamilton otti mestaruusjohtajan Rosbergilta seuraavien kahdeksan kisan aikana. Kauden puolivälin aikana Mercedesin toimitusjohtaja Niki Lauda vieraili erityisellä vierailulla Rosbergin kotona Ibizassa auttaakseen Rosbergia saamaan itseluottamuksensa takaisin ja palaamaan. Rosberg muutti ruokavaliotaan poistamaan sokereita kehostaan ja pidättäytyi alkoholista. Rosberg mietti, miten hän voisi edelleen parantaa suorituskykyä; välttääkseen ruokavalion aloittamisen rasitusta hän pidättäytyi pyöräilystä ja menetti lihaksen molemmissa jaloissaan. Hän voitti Belgiassa, Singaporessa.
Hän pääsi kolmeksi toiseksi peräkkäin - ja pääsi kauden lopuksi 12 pistettä edellä.