Op 12 augustus 2014 won Real Madrid haar eerste prijs van het nieuwe seizoen, de UEFA Super Cup, tegen Ramos' voormalige ploeg Sevilla. Ramos startte in de basis en speelde de wedstrijd uit. Later speelde Real Madrid de Spaanse supercup tegen Atletico Madrid. Over twee wedstrijden verloor Real Madrid. Door de Champions League-winst mocht Real Madrid deelnamen aan het WK voor clubs van 2014. Real Madrid won de halve finale van Cruz Azul en de finale van San Lorenzo. Ramos scoorde in beide wedstrijden het openingsdoelpunt. Ramos werd verkozen tot beste speler van het toernooi. Ramos eindigde op plek 23 bij de Ballon d'Or-verkiezing van 2014. In de halve finale van de Champions League werd Real Madrid uitgeschakeld door Juventus. In de Primera División eindigde Real Madrid twee punten achter FC Barcelona. In augustus 2015 ondertekende Ramos een nieuw contract bij Real Madrid dat hem tot 2020 aan de club bond. Ook werd Ramos na de transfer van Casillas naar FC Porto de eerste aanvoerder van Real Madrid. Op 13 maart 2016 scoorde Ramos in een wedstrijd tegen Las Palmas. Later in de wedstrijd kreeg Ramos zijn tweede gele kaart en dus een rode kaart, zijn twintigste voor Real Madrid. Zijn eerstvolgende rode kaart was in de El Clásico. Real Madrid werd in het seizoen 2015/16 gediskwalificeerd van de Copa del Rey en eindigde op de tweede plaats in de Primera División. Real kwam één punt tekort. Real Madrid bereikte dat seizoen wel de finale van de Champions League, opnieuw tegen Atletico Madrid. Net als in 2014 scoorde Ramos in de finale, dit keer was het het openingsdoelpunt binnen een kwartier. Daarmee werd Ramos de eerste verdediger die in twee Champions League-finales scoorde. Toch moest de wedstrijd weer naar verlenging, zelfs naar een strafschoppenreeks. Ramos benutte zijn penalty en Real Madrid won het miljardenbal.