Au Grand Prix de Belgique, Grosjean réalise le quatrième temps des qualifications, mais est pénalisé d'un recul de cinq places sur la grille à cause d'un changement de boîte de vitesses. En course, après être remonté jusqu'à la troisième place, puis longtemps quatrième à la suite de son deuxième changement de pneus, il profite de l'abandon sur crevaison de Sebastian Vettel (qui lui ne s'était arrêté qu'une fois) pour monter sur la troisième marche du podium et prendre la neuvième place du championnat du monde avec 38 points. Après un abandon dès le premier tour à Monza, il lutte pour conserver le dernier point en jeu à Singapour mais, à cause de pneumatiques trop dégradés, termine à la treizième place finale. Huitième au départ du Grand Prix Japon, il termine, grâce à un bon départ, septième juste devant son coéquipier. Le , la nouvelle structure américaine Haas F1 Team, fortement liée à la Scuderia Ferrari, annonce officiellement avoir recruté Grosjean pour sa première saison en Formule 1, en 2016. En Russie, huitième des qualifications, il est victime d'une violente sortie de piste en début d'épreuve. Pour son dernier Grand Prix avec Lotus à Abou Dabi, il franchit la ligne d'arrivée neuvième et se classe onzième du championnat avec 51 points.