El 11 de junio de 2015, cinco días después de jugar la final de la Champions 2014-15 con la Juventus de Turín, Vidal marcó el primer gol de la Copa América 2015 desde el punto penal tras recibir una falta dentro del área al minuto 64 de Miller Bolaños y convertirlo en gol desde los 12 pasos, marcando el primero en la victoria de Chile por 2-0 sobre los ecuatorianos en el Estadio Nacional. En la segunda fecha del volvió a ser figura en la igualdad 3-3 contra marcando 2 goles, marcó el primer gol del partido al minuto 22 mediante un cabezazo y su segundo personal al minuto 66 de penal decretando el tercer gol de Chile en aquel partido y también marcando el gol 1000 en la historia de la selección chilena, también en el segundo gol de la Roja asistió a Eduardo Vargas. Por la última fecha del grupo y tan solo 3 días después de su accidente con su Ferrari recibió una fuerte ovación del Estadio Nacional antes del partido con , el cual ganaron 5-0 y Vidal fue titular saliendo en el entretiempo junto a Alexis Sánchez para darles descanso de cara a la segunda fase, siendo reemplazado por Matías Fernández cuando el marcador iba 2-0 a favor. De esta Chile terminaba líder de su grupo con 7 puntos y 10 goles a favor. En los se midieron ante el actual campeón Uruguay en el Estadio Nacional, al cual lograron vencer por la cuenta mínima al minuto 80 tras luchar una enormidad con gol de Mauricio Isla. En las se enfrentaron a , al cual pudieron vencer por 2-1 con doblete de Eduardo Vargas y así volver a disputar una final de Copa América luego de 28 años.