En el Eurobasket de Rumanía y Hungría 2015, defendían el títiulo del año anterior. Tras pasar primera y segunda fase invictas (únicas del torneo en lograrlo), disputaron los cuartos de final ante Montenegro ganando por un ajustado 75-74, gracias a un 2+1 vital en los últimos segundos de Anna Cruz. Con esa victoria consiguieron también el pase al preolímpico de cara a los Juegos Olímpicos de Río de Janeiro 2016. En semifinales se cruzaron ante Francia que tomó revancha de la final de 2013, ganando por un también apretado 63-58, por lo que las chicas de Mondelo, no pudieron defender su oro. En la lucha por la medalla de bronce, España pasó claramente por encima de Bielorrusia ganando 74-58, subiendo otra vez al pódium y cosechando la tercera medalla consecutiva en los últimos tres campeonato disputados. Se consiguieron los dos objetivos principales de la selección antes de dar comienzo el evento: obtener plaza en el preolímpico y subirse al cajón. En el plano individual, Marta resultó de nuevo fundamental en la consecuencia de un nuevo éxito. Fue de menos a más, y en el partido por la 3.º plaza, metió 19 puntos (3 triples), cogió 3 rebotes y dio 4 asistencias, lo que sumaron un total de una media de 9.6 puntos por partido, 2.4 asistencias, 2.3 rebotes, un 30% de efectividad en triples y sobre todo, un 100% de eficacia en tiros libres (18/18).