莹莹在WTA 125K赛事、苏州女子网球公开赛中闯入决赛，最终不敌德国选手弗里德山姆。2015年澳网，段莹莹获得澳网给予的外卡得以直接入围正赛。她在首轮比赛中与美国名将马泰克激战三盘，但仍以4-6 6-3 3-6的比分惜败，再度无缘次轮。在6月进行的温网中，段莹莹迎来生涯突破。她在首轮比赛中直落两盘，以7-6(7-3), 6-4的比分完胜加拿大名将、12号种子、卫冕亚军布莎尔，不仅生涯首次打入大满贯赛事的第二轮，还创造了本届赛事的最大冷门之一。她在第二轮比赛以6-1, 2-6, 8-10的比分长盘不敌德