Menulis kelanjutan untuk paragraf ini - Pada akhir musim, Marchisio adalah subjek dari desas-desus transfer karena kontraknya saat ini akan berakhir musim panas mendatang. Namun, pada 6 Juli 2015, ia menandatangani perpanjangan kontrak lima tahun, membuatnya tetap di klub kampung halamannya sampai musim 2019-2020. Marchisio dikeluarkan selama satu bulan setelah mengalami cedera pada otot adductor di kaki kanannya dalam penampilan liga pertamanya musim ini pada 12 September 2015, saat Juventus bermain imbang 1-1 di kandang Chievo. Pada 24 November, Marchisio dinominasikan untuk Tim UEFA 2015 of the Year. Pada tanggal 15 Maret 2016 diumumkan bahwa Marchisio akan absen di babak kedua babak 16 besar Liga Champions melawan Bayern Munich pada tanggal 16 Maret karena masalah otot di betis kirinya. Dia kembali beraksi pada tanggal 2 April, dalam kemenangan kandang 1-0 atas Empoli. Dua minggu kemudian pada tanggal 17 April, Marchisio menderita cedera ligamen cruciate anterior selama kemenangan 4-0 Juventus atas Palermo setelah jatuh dengan tantangan pada Franco Vázquez, yang menyingkirkannya untuk sisa musim serta turnamen UEFA Euro 2016 mendatang. Setelah operasi yang sukses pada lutut kirinya pada tanggal 19 April, dikonfirmasi bahwa ia akan absen selama enam bulan. Setelah Juventus mengamankan rekor kelima mereka berturut-turut Serie A
gelar pada tanggal 25 April, kapten klub dan kiper Buffon mendedikasikan kemenangan untuk Marchisio.