In den Folgejahren stieg Fillon Maillet weiter innerhalb des französischen Teams auf: Als Martin Fourcade beim Weltcup von Oberhof im Januar 2015 das Staffelrennen ausließ, um sich auf die Einzelwettkämpfe zu konzentrieren, wurde Fillon Maillet bei seinem ersten Staffeleinsatz als Schlussläufer eingesetzt, lief auf den dritten Rang und stand gemeinsam mit Martins Bruder Simon Fourcade, Jean-Guillaume Béatrix und Simon Desthieux erstmals auf einem Weltcuppodest. Eine Woche später unterlag er als Zweiter im Massenstart von Ruhpolding nach fehlerfreiem Schießen Simon Schempp erst im Schlussspurt und nach Auswertung des Zielfotos um wenige Zentimeter. In der Folge wurde Fillon Maillet zum Stammläufer in der Staffel – mit ihr gewann er bei den Biathlon-Weltmeisterschaften 2015 die Bronzemedaille und 2017 WM-Silber. Als dritter Läufer der Mixed-Staffel wurde er 2016 gemeinsam mit Martin Fourcade, Anaïs Bescond und Marie Dorin-Habert Weltmeister.