Nach Platz zwei mit der Staffel in Salt Lake City zu Beginn der Saison 2014/15, wurde Han in Dresden Dritter mit der Staffel und holte in Erzurum über 1500 m und mit der Staffel seine ersten Weltcupsiege. Beim Saisonhöhepunkt den Weltmeisterschaften 2015 in Moskau gewann er die Bronzemedaille über 500 m und die Goldmedaille mit der Staffel. Die Saison beendete er auf dem siebten Platz im Weltcup über 1500 m. In der Saison 2015/16 siegte er beim Weltcup in Montreal über 1000 m und mit der Staffel und belegte in Toronto den dritten Platz mit der Staffel und in Nagoya den zweiten Rang mit der Staffel. Bei den Weltmeisterschaften 2016 in Seoul holte er über 1500 m, 3000 m, im Mehrkampf und mit der Staffel jeweils die Goldmedaille. In der folgenden Saison triumphierte er in Salt Lake City und in Shanghai jeweils mit der Staffel und errang zudem im Salt Lake City den zweiten Platz über 500 m. Im Februar 2017 holte er bei den Winter-Asienspielen in Sapporo die Goldmedaille mit der Staffel. Bei den Weltmeisterschaften 2017 in Rotterdam gewann er die Silbermedaille mit der Staffel. Nach Platz drei über 1000 m und Rang zwei mit der Staffel in Budapest zu Beginn der Saison 2017/18, wurde er in Dordrecht Dritter mit der Staffel und erreichte abschließend den achten Platz im Weltcup über 1000 m. Bei den Olympischen Winterspielen 2018 gewann Tianyu mit der Staffel über 5000 m die Silbermedaille.