Nach den Schwankungen der Vorjahre, etablierte sich Cornet mit Beginn der Saison 2015 als solide Top 50-Spielerin, die durch vereinzelte Erfolge immer wieder auf sich aufmerksam machte. So besiegte sie 2015 in Madrid zum Auftakt die Weltranglistenzweite Simona Halep und zog bei den French Open erstmals ins Achtelfinale ein, in dem sie Elina Switolina unterlag. Außerdem konnte sie gemeinsam mit Jaroslawa Schwedowa in Hongkong ihren dritten WTA-Doppeltitel feiern. 2016 gewann sie zum Saisonbeginn in Hobart nach einem glatten Zweisatzsieg über Eugenie Bouchard ihren fünften WTA-Titel. In Paris und London erzielte sie jeweils die dritte Runde. Bei den Olympischen Spielen in Rio de Janeiro ging sie dieses Mal nur im Einzel an den Start und schlug zunächst Johanna Larsson, bevor sie in der zweiten Runde gegen Serena Williams ausschied.