Ursprünglich plante Ocon für 2015 einen Wechsel in die GP2-Serie, dieser kam jedoch nicht zustande. Stattdessen trat Ocon 2015 für ART Grand Prix in der GP3-Serie an. Bereits beim ersten Rennen in Barcelona gelang ihm der einzige Sieg. Vom 6. bis zum 14. Rennen schaffte Ocon neun zweite Plätze in Folge. Ocon stand nur viermal nicht auf dem Podium und gewann die Meisterschaft mit 253 zu 245 Punkten vor Luca Ghiotto. Außerdem war er als Test- und Ersatzpilot von Mercedes in der DTM sowie als Testfahrer für Force India in der Formel 1 aktiv. Beim Großen Preis von Abu Dhabi 2015 wurde er als neues Mitglied im Förderprogramm von Mercedes vorgestellt.