Dopo aver lavorato a lungo durante l'estate sul suo tiro da tre punti, il 21 dicembre contro i Philadelphia 76ers (vinta 114-109) segna sei triple su nove tentativi, record in carriera. Il 1º Gennaio 2018 realizza la sua miglior prestazione realizzando 52 punti e 8 assist nella partita contro i Milwaukee Bucks, diventando il giocatore dei Toronto Raptors con più punti realizzati in una partita, superando Vince Carter e Terence Ross fermi a 51. Il 18 gennaio viene confermato titolare all'All Star Game, venendo scelto dal team capitanato da Stephen Curry. Viene inoltre nominato Giocatore del Mese (gennaio) per la Eastern Conference. Grazie al suo contributo durante la stagione, Toronto riesce ad ottenere il primo posto della Eastern Conference, con un record di 59-23. Durante i Playoffs, nel primo round, registra 37 punti (eguagliando il suo massimo in carriera per una partita di postseason) contro Washington. Dopo aver vinto la serie in sei partite, vengono eliminati di nuovo dai Cleveland Cavaliers. DeRozan venne nominato nel secondo quintetto All-NBA, migliorando il risultato della stagione precedente.