9. marca 2015 je bilo razglašeno, da bo Gagarina predstavljala Rusijo na Pesmi Evrovizije 2015 s pesmijo "A Million Voices". Gagarina je nastopila v prvem polfinalu, kjer je se uvrstila na prvo mesto z 182 točkami. V finalu je končala kot druga s 303 točkami. Bila je četrta glasbenica v zgodovini in prva nezmagovalka, ki je presegla 300 točk. 25. julija 2015 je Gagarina izvedela, da bo pesem "A Milion Voices" predvajana za zaključek žreba kvalifikacij za svetovno prvenstvo FIFA 2018 v Sankt Peterburgu. Septembra 2016 je izšel njen tretji studijski album "9," ki se je uvrstil na prvo mesto ruske lestvice iTunes.