Costa lỡ mất trận đấu chính thức đầu tiên của Chelsea trong mùa giải 2015-16 là trận thua 0-1 trước Arsenal tại Siêu cúp Anh 2015 vì đánh lộn. Phải đến vòng đấu thứ ba Giải bóng đá Ngoại hạng Anh 2015-16, anh mới có bàn thắng đầu tiên trong mùa giải với pha ghi bàn nâng tỉ số lên 2-1 bằng tay từ đường chuyền của Pedro giúp Chelsea có được trận thua 23-2 trước West Bromwich Albion, thắng lợi đầu tiên trong mùa giải của Chelsea. Anh có bàn thắng đầu tiên tại UEFA Champions League cho Chelsea trong trận thắng 4-0 trước Maccabi Tel Aviv.