は、チーム初となる連覇への挑戦のシーズンとなった。昨シーズンの優勝メンバー14人がチームに残り、2014年ドラフト1巡目30位指名のカイル・アンダーソンを新たに加えたロースターで、アシスタントコーチにイタリアの名将エットレ・メッシーナと、女性初のフルタイムアシスタントコーチとして、WNBAで活躍したベッキー・ハモンを迎え、開幕した。レナードの眼の感染症、スプリッターの脹脛の張り、ミルズの肩の回復待ちで、戦力の少ない中、開幕6戦目のクリッパーズ戦で、ビッグスリーが通算500勝を挙げ、第7戦のレイカーズ戦でダンカンがレギュラーシーズン通算25,000得点を超えた。序盤戦は、ミルズの欠場に加え、レナードの右手腱の損傷、パーカー、ベリネリ、スプリッターと故障欠場が相次ぎ、勝率6割前後で推移した。12月にミルズ、スプリッターが復帰し、1月にパーカー、レナードが復帰し、状況が上向きになる中、優勝メンバーのオースティン・デイをウェイブし、空きのできたロースターへ、シーズン前のNBAサマーリーグに参加しており、傘下のオースティンで好成績を続けていたジャマイカル・グリーンを加えたが、2回目の10日間契約には至らず、レジー・ウィリアムズと10日間契約を経て、シーズン終了までの契約を結んだ。
プレーオフ1stラウンドはダラス・マーベリックスとの対戦となった。ダラスヘッドコーチのカーライルは、通常のマッチアップでは勝算が薄いと踏んで、ピック・アンド・ロールディフェンスで、スイッチを多用し敢えてミスマッチを作り、スパーズのシステマチックなオフェンスに混乱を生じさせる策に出た。第2戦はこの戦術が当たりダラスが勝利し、第3戦ではヴィンス・カーターのブザービーターで逆転の連敗を喫し、第6戦では、元スパーズのデュワン・ブレアの10得点14リバウンド、4スティールのダブルダブルの活躍で敗れ、最終戦まで縺れたが、本来のリズムを取り戻し最終ゲームを大差で勝ち、4勝3敗で、対ポートランド・トレイルブレイザーズのカンファレンス・セミファイナルへ進んだ。カンファレンス・セミファイナルは、ホーム初戦から3戦まで圧勝し、4勝1敗でカンファレンスファイナルへ進んだ。オクラホマシティ・サンダーとのホームでの第1戦は、122-105で圧勝し、この勝利でスパーズビッグスリーのプレーオフでの勝利数は110となり、ショータイム時代のロサンゼルス・レイカーズの、ジョンソン、ジャバー、クーパートリオと並んだ。第2戦は112対77とさらに大勝し、勝利数を111として、歴代最高記録を達成した。ロードでの第3戦、第4戦は、欠場していたサージ・イバーカの突然の出場に撹乱され連敗を喫したが、第5戦から、イバーカ対策としてマット・ボナーをスターターに起用し、イバーカをペイントエリアからペリメーターに引き出し、ペイントエリアポイントを増やすことに成功し、勝利した。第6戦はオーバータイムまで縺れたが、連勝し2年連続でカンファレンス優勝を勝ち取った。今回から、ホーム・ホーム・アウェイ・アウェイ・ホーム・アウェイ・ホームにフォーマットが変更になり、移動の負担が増えるファイナルは2年連続ディフェンディングチャンピオンのマイアミ・ヒートとの対戦となった。
本型の高角砲は既存の巡洋艦で広く採用された「三年式 12.7cm（40口径）高角砲」ではなく、小型の船体に適応するために空母大鳳や秋月型駆逐艦に装備された65口径長10センチ高角砲を小型化した新開発の「九八式 7.6cm（60口径）高角砲」を採用した。伊吹型空母にも搭載予定だったという。その性能は重量5.99kgの砲弾を仰角45度で射程13,600mまで、最大仰角90度で最大射高9,100mまで届かせることが出来た。これを新設計の連装砲架に収めた。砲身の上下角度は仰角90度・俯角10度である。旋回角度は舷側方向を0度として左右150度の旋回角度を持っていた。砲身の俯仰・砲塔の旋回・砲弾の揚弾・装填は主に電力で行われ、補助に人力を必要とした。発射速度は毎分25発である。これを船体中心部に片舷1基ずつの計2基を配置した。本型はあくまで水雷戦隊の旗艦として設計されているため、高角砲の数は少ない。用兵側にとっては不満のある対空兵器であった。例えば1944年（昭和19年）1月1日ニューアイルランド島カビエンで戊三号輸送部隊第二部隊（第二水雷戦隊旗艦能代、大淀、秋月、山雲）がアメリカ軍機動部隊艦載機の空襲を受け、能代が小破した。この戦闘で能代は主砲63発、高角砲29発を発射、8cm高角砲に対し「故障が続出するので作動確認が必要だ」と提言している。また矢矧は1944年10月25日のレイテ沖海戦サマール沖砲撃戦で、米駆逐艦に対しこの高角砲を発射している。戦闘終了後、矢矧は8cm高角砲を10cm連装高角砲片舷2基計4基（大淀と同数）に換装するよう要望したが、実行されなかった。他に近接火力として「九六年式 25mm（60口径）機銃」を三連装砲架で艦橋の前の張り出しに片舷1基ずつ計2基を配置した。阿賀野は竣工後の1943年に後部マスト付近に三連装機銃2基を増備した。能代は竣工当時から三連装機銃4基を装備していたが、前述の1944年1月1日対空戦闘後をうけて「飛行甲板に25mm機銃を増設したい」と要望している。これを受けて、フライング・デッキの四隅に三連装機銃を1基ずつ計4基を増備して8基となった。矢矧は竣工時から三連装機銃6基で竣工、更に1944年に25mm三連装機銃4基、同単装機銃10基を追加装備し、1945年に単装機銃10基を増備した。沖縄水上特攻作戦直前には、防盾も装備している。しかし、用兵側からは対空火力の不足を指摘されていた。前述のカビエン空襲時の第二水雷戦隊戦闘詳報では、『而して現米国の急降下爆撃は艦尾方向より来襲するもの多く、之に対し能代型現対空兵装は艦尾方向に対しては銃火指向少し、艦尾方向に対する火力集中を十分ならしむるを要す。』と述べ、長射程の対空機銃を充実するよう報告している。水雷兵装は、61cm四連装発射管船体中央部に魚雷格納庫2基を境として前後に2基を配置することで、片舷投射門数8門を確保している。