Zelmerlöw deltok på nytt i Melodifestivalen 2015 med låten «Heroes», skrevet av Anton Hård af Segerstad, Joy Deb og Linnea Deb. Sangen vant konkurransen og fikk dermed representere Sverige i Eurovision Song Contest 2015 i Wien. I Eurovision Song Contest lørdag 23. mai vant sangen konkurransen med til sammen 365 poeng – den tredje høyeste poengsummen i konkurransen til da.