Für die Saison 2015 blieb das technische Paket unverändert. Toro Rosso verwendete weiterhin Renault-Motoren. Der Toro Rosso STR10 basierte konzeptionell auf dem Vorgängermodell, hatte aber zahlreiche Detailmodifikationen erfahren. Zum Jahreswechsel tauschte Toro Rosso die Fahrerpaarung aus. Kwjat ging zu Red Bull, wo er Sebastian Vettels Cockpit übernahm. Jean-Éric Vergne verließ das Team ebenfalls; er übernahm für 2015 die Rolle des Testfahrers bei Ferrari. Als Fahrer verpflichtete Toro Rosso die Debütanten Carlos Sainz junior und Max Verstappen, dessen Vater Jos 2003 für Toro Rossos Vorgängerteam Minardi gefahren war. Verstappen kam in Ungarn und in den USA jeweils als Vierter ins Ziel. Er erzielte damit die besten Einzelergebnisse des Teams seit Vettels Sieg in Italien 2008. Am Saisonende lag Toro Rosso mit 67 Punkten erneut auf Platz sieben der Konstrukteurswertung. Der Vorsprung auf das achtplatzierte Sauber-Team betrug 31 Punkte, Toro Rossos Rückstand auf den sechstplatzierten Rennstall Lotus elf Punkte.