בחלקה הראשון של שנת 2015 בקבוצתו החדשה, "טינקוף-סקסובנק", היו הישגיו של סאגאן מתחת למצופה ממנו. הוא אמנם סיים שני בסטראדה ביאנקה, אך במרוצי האביב הקלאסיים הוא לא הגיע לפודיום וסיים במקום הרביעי במרוץ מילאנו - סן רמו וברונדה ון פלנדרן.הוא המשיך את מקבצי ההישגים שלו משהשנים הקודמות בטור של קליפורניה וב-2015 ניצח גם בשני קטעים וגם בדרוג הכללי של המרוץ.בטור דה פראנס, נכשל סאגאן בהשגת ניצחונות בקטעים בודדים, וזאת, למרות הפגנת כושר מצוין ורכיבה התקפית במספר קטעים, שבחמישה מהם סיים במקום השני. בסיום המרוץ הוא זכה בחולצה הירוקה בפעם הרביעית ברציפות.הוא זכה לניצחון בקטע מספר 3 בוואלטה אספניה, אך נאלץ לפרוש מהמרוץ לאחר שבקטע מספר 8 פגע בו אופנוע ליווי מטעם מארגני המרוץ.
סאגאן ניצח במרוץ הכביש באליפות העולם שנערכה בריצ'מונד שבארצות הברית. למרות נחיתות נבחרת סלובקיה, שכלל שלושה רוכבים בלבד (כולל פטר סאגאן), הצליח סאגאן להישאר במהלך רוב המרוץ האגרסיבי, סמוך לקדמת הדבוקה. הוא תקף בעלייה קצרה המרוחקת 3 קילומטרים מקו הסיום וניצל את הטכניקה המצוינת שלו ברכיבה במורד ובעקומות כביש חדות כדי ליצור פער, עליו הצליח לשמור עד לקו הסיום.
סאגאן סיים במקום השני בדירוג הכללי במרוץ טירנו - אדריאטיקו, אחרי גרג ואן אוורמט, וזכה בקטגוריית הנקודות. במרוץ E3 הארלבקה שוב סיים סאגאן במקום השני לאחר שיצא לבריחה ביחד עם מיכל קוויאטקובסקי ב-30 הק"מ האחרונים, אך נכנע לו במאוץ אל קו הסיום. לאחר יומיים ניצח בשנית במרוץ גנט - וולגם, שהיה לניצחונו הראשון בתור אלוף עולם. סאגאן השיג את ניצחונו הראשון במרוץ מונומנט כשניצח ברונדה ון פלנדרן. הוא הפגין עליונות על שאר המתחרים, לאחר שברח בתחילה עם קוויאטקובסקי כ-32 ק"מ לסיום, ופעם השנייה במעלה הפטרברג כ-13 ק"מ לסיום. סאגאן רכב לבדו משם ועד לסיום והקדים את פביאן קנצ'לארה וספ ונמרקה. סאגאן השתתף אף במרוץ פריז - רובה, וסיים במקום ה-11. בטור של קליפורניה ניצח סאגאן בשני שלבים, וזכה בקטגוריית הנקודות, ובטור דה סוויס ניצח בשני שלבים, ובכך שבר את השיא הניצחונות לרוכב אחד במרוץ זה.
בטור דה פראנס ניצח סאגאן בשלב השני, וזכה ללבוש את החולצה הצהובה של מוביל המרוץ לראשונה בקריירה שלו. בשלב העשירי הוביל סאגאן קבוצת בריחה שכללה את חברו לקבוצה מאסיי בודנאר, את מוביל המרוץ כריסטופר פרום, ואת חברו לקבוצה של פרום, גאריינט תומאס. סאגאן הקדים את פרום במאוץ אל קו הסיום, וניצח בשלב השני שלו. ניצחונו השלישי במרוץ הגיע בשלב ה-16, כשהקדים את הנורווגי אלכסנדר קריסטוף במאוץ. סאגאן אף ניצח בקטגוריית הנקודותף וזכה בפרס הרוכב ההתקפי ביותר במרוץ.
סאגאן השתתף במרוץ אופני ההרים באולימפיאדת ריו דה ז'ניירו, אך בשל תקר בגלגל סיים במקום ה-35 בלבד. עם סיום עונת אופני הכביש סיים סאגאן במקום בראשון בדירוג הכללי של הסבב העולמי של איגוד האופניים הבינלאומי.
באליפות העולם שנערכה בדוחה קטר ניצח סאגאן במרוץ אופני הכביש למרות נחיתות נבחרת סלובקיה, שכלל שלושה רוכבים בלבד (כולל סאגאן). במהלך המרוץ יצרו מספר נבחרות חזקות פיצול בדבוקה בעזרת רוחות צד ערות, אך סאגאן ובן ארצו קולר הצליחו להישאר בקבוצה הקדמית, ובמאוץ הסיום גבר סאגאן על מרק קוונדיש ועל טום בונן, וזכה באליפות העולם לשנת 2016. הייתה זו הפעם הראשונה בהיסטוריית אליפות העולם באופני כביש בה כל העומדים על הפודיום היו אלופי עולם לשעבר. בסיום השנה הוא זכה בתואר אופני הזהב.
בתחילת 2017 עבר לרכוב בשורות הקבוצה הגרמנית בורה-הנסגרוהה (Bora–Hansgrohe). עונת המרוצים הקלאסיים הייתה מאכזבת באופן יחסי עבורו ועבור קבוצתו. הוא אמנם ניצח במרוץ קורנה-בריסל-קורנה, אך לא הצליח לנצח במרוצים הקלאסיים החשובים. הוא סיים שני במילאנו-סן רמו, שני באומלופ הט ניוסבלד ושלישי בגנט - וולגם. לאחר שניצח מספר קטעים במרוצי קטעים, כולל בטור של קליפורניה ובטור של שווייץ, הוא הגיע לטור דה פראנס 2017 במטרה לנצח בפעם השישית הרצופה בתחרות על החולצה הירוקה. סאגאן ניצח בקטע השלישי במרוץ. במאוץ אל קו הסיום בקטע הרביעי, שהסתיים בוויטל, היה סאגאן מעורב בתקרית בה נפלו מרק קאוונדיש, ג'ון דגנקולב ובן סוויפט. שופטי המרוץ קבעו כי סאגאן רכב בצורה מסוכנת וגרם לנפילה ועל כן תוצאתו נפסלה ונגרעו נקודות ממאזנו בתחרות על החולצה הירוקה. מספר שעות לאחר מכן, הודיעה הנהלת המרוץ כי סאגאן מושעה מהמרוץ.
ב-24 בספטמבר ניצח סאגאן בפעם השלישית ברציפות באליפות העולם לאופני כביש, שנערכה בעיר ברגן בנורווגיה. הוא אלוף העולם היחידי שניצח שלוש שנים ברציפות במרוץ הכביש. ניצחונו של סאגאן הוכרע בפוטו פיניש כשהקדים במאית השנייה את הנורווגי, אלכסנדר קריסטוף.
בעונת 2018 ניצח סאגאן בגנט - וולגם בפעם השלישית ולראשונה ניצח בפריז - רובה.
סאגאן פתח את העונה עם ניצחון בקטע השלישי של טור דאון אנדר, הוא סיים רביעי במילאנו - סן רמו, וחמישי בפריז - רובה. הוא ניצח את הקטע הראשון של הטור של קליפורניה, ואת הקטע השלישי וקטגוריית המאיצים בטור דה סוויס. בטור דה פראנס, ניצח את הקטע החמישי וזכה בקטגוריית המאיצים בפעם השביעית. בסוף העונה, הודיע סאגאן שבעונת 2020 הוא יתחרה לראשונה בג'ירו ד'איטליה ויוותר על הטור של קליפורניה (שגם לא יתקיים בעונת 2020).
את עונת 2020 פתח סאגאן בוואלטה אה סאן חואן אך לא הצליח לנצח באף אחד מהקטעים, לאחר מכן המשיך להשתתפות ראשונה בקריירה בפריז - ניס וסיים שני בקטע השלישי אחרי איוואן גרסיה קורטינה, ושלישי בקטע החמישי אחרי ניקולו בונפאציו וקורטינה. הוא חזר מתום פגרת הקורונה לקלאסיקות האיטלקיות, בעוד הוא לא הצליח לסיים את סטראדה ביאנקה, הוא סיים רביעי גם במילאנו–טורינו ובמונומנט מילאנו - סן רמו, במרוץ הראשון זה היה ארנו דמאר שניצח בספרינט רב משתתפים, בעוד שבמילאנו - סן רמו ווט ואן ארט ניצח לאחר שהקדים את ז'וליאן אלאפיליפ בספרינט הסיום. בהמשך העונה הוא זינק לטור דה פראנס בפעם התשיעית, במטרה לנצח את קטגוריית הנקודות גם בפעם השמינית, בקטע הפתיחה סיים חמישי בספרינט רב משתתפים בניס כשאלכסנדר קריסטוף מנצח. בקטע השלישי סיים שוב חמישי, הפעם אחרי קיילב יואן המנצח, אך זה הספיק לו בשביל להוביל בקטגוריית הנקודות. אך הוא הפסיד את ההובלה בקטע החמישי לסם בנט שסיים שלישי את הקטע, בעוד סאגאן עצמו סיים רביעי. בקטע השביעי הכתיבה קבוצת בורה–הנסגרוהה של סאגאן קצב גבוה לאורך כל הקטע על מנת לפרק את בנט ולמנוע ממנו להשיג נקודות, הם הצליחו במשימה זו והפלוטון התפצל בשלבים מוקדמים וגם בזכות רוחות צד שפיצלו את הדבוקה מאוחר יותר, אך סאגאן עצמו איכזב וסיים רק במקום ה-13 את ספרינט הסיום, אך זה הספיק לו בשביל לשוב להובלה בקטגוריית הנקודות, אך הפסיד אותה שוב לסם בנט בקטע ה-10, אותו ניצח בנט, בעוד סאגאן עצמו סיים שלישי. בקטע ה-11 סאגאן סיים שני, אך נפסל לאחר ספרינט אגרסיבי ומסוכן מדי והתנגשות פיזית עם ווט ואן ארט, קיילב יואן ניצח את הקטע בעוד בנט שני, פסילתו של סאגאן מהקטע ושלילת הנקודות שהשיג בספרינט הביניים במהלך הקטע, גרמו לאבד מעשית את הסיכויים לנצח בקטגוריה. סאגאן הספיק לסיים בשאר המרוץ במקום הרביעי בקטע ה-14, במקום התשיעי בקטע ה-19 והשלישי בקטע ה-21, אך זה לא הספיק לו לניצחון בקטגוריית הנקודות והיה ההפסד השני שלו סך הכל בקטגוריה בתשע השנים שבהן הוא מתחרה בטור, זה גם היה הטור הראשון בו לא ניצח אף קטע מאז 2015. לאחר הטור התחרה כאמור בג'ירו, שאיתו יצא שסאגאן התחרה ב-49 ימי מרוץ בחודשיים. הג'ירו התחיל עם קטע נגד השעון ב-15 ק"מ, בו סיים במקום ה-106, אך סאגאן היה עם הזמן השני בטיבו בנקודת מלך ההרים, שמי שרכב אותה הכי מהר, הוביל בקטגוריית ההרים, אך סאגאן סיים שני לריק צאבל. בקטע ה-2, הקטע הסתיים בעלייה מתונה וסאגאן ברח לפלוטון ביחד עם דייגו אוליסי ומיקל הונורה, אך בספרינט הסיום בין שלושתם אוליסי גבר על סאגאן כשהונורה שלישי, אך המיקום הספיק בשביל סאגאן להובלת קטגוריית ההרים ולבישת החולצה הכחולה בקטע ה-3 בלבד. הקטע ה-4 במרוץ הסתיים בספרינט רב משתתפים, סאגאן סיים שני לפני דווידה בלריני במקום השלישי כשארנו דמאר מנצח, בזכות התוצאה הזו עלה סאגאן למקום הראשון בקטגוריית הנקודות ולבש את החולצה הסגולה עד הקטע ה-6, בו דמאר ניצח ועקף את דמאר בהובלה בקטגוריה, כשסאגאן עצמו סיים רק שמיני את הקטע. הפער בין השניים גדל בקטע ה-7 למחרת, כשדמאר ניצח שוב וסאגאן סיים הפעם שני. בקטע ה-10 סאגאן ניסה להיכנס לקבוצת הבריחה המוקדמת של הקטע ביחד עם רוכבים נוספים, בשלב מסוים Groupama–FDJ של דמאר ויתרה על הרדיפה אליהם וקבוצת הבריחה התגבשה ופתחה פער מהפלוטון, השלב היה בתוואי גבעי, ובטיפוס האחרון של היום, קצת יותר מ-12 ק"מ לסיום, סאגאן יצא לבריחת סולו והמשיך כל הדרך עד לניצחון בקטע, מקדים ב-19 שניות את ברנדון מקנולטי וב-23 את הפלוטון שהובל בידי מוביל המרוץ ז'ואאו אלמיידה ב-23 שניות. הניצחון של סאגאן היה הראשון שלו מאז יולי 2019, אז ניצח בקטע החמישי של טור דה פראנס 2019. הוא צמצם את הפערים מדמאר בקטגוריית הנקודות, אך בקטע ה-11 דמאר השיג את הניצחון הרביעי שלו במרוץ, בעוד סאגאן שוב מסיים שני. לאחר הקטע הזה סאגאן לא השיג יותר נקודות במרוץ עד לסיומו, הוא סיים את הג'ירו ה-92 הכללי ובמקום השני בקטגוריית הנקודות, 184 לעומת 233 של דמאר.
חיים אישיים.