Pada 23 Jun 2015, semasa bermain untuk Brazil dalam Copa América, Hoffenheim dan Firmino bersetuju dengan terma untuknya berpindah ke kelab Liga Perdana Inggeris Liverpool dengan yuran £29 juta. Liverpool mengesahkan perpindahan itu pada hari berikutnya. Perjanjian itu telah dimuktamadkan pada 4 Julai 2015. Pada 2 Ogos, Firmino membuat penampilan pertamanya buat pasukan Liverpool dalam perlawanan persahabatan sebelum bermula musim baru liga. Seminggu kemudian, beliau membuat penampilan pertama di Liga Perdana Inggeris menggantikan Jordon Ibe untuk 12 minit terakhir kemenangan 1-0 ke atas Stoke City. Pada 21 November, Firmino menjaringkan gol pertamanya buat Liverpool dalam kemenangan 4-1 ke atas Manchester City di stadium Etihad. Pada Januari 2016, Firmino digambarkan oleh Paul Little dari Pemeriksa Ireland sebagai peningkatan yang stabil semasa musim pertamanya di England, walaupun ketidakmampuan untuk berganding bahu bersama penyerang tengah Christian Benteke.