Jabarkan 2015-sekarang:  Delirium dari Ellie Goulding

Pada bulan November 2014, Goulding mengumumkan bahwa dia sedang fokus pada album studio ketiga.

Pada awal tahun 2015, Goulding merilis lagu "Love Me Like You Do" yang ditampilkan menjadi lagu latar untuk film adaptasi dari novel hit  Fifty Shades of Grey . Video musik lagu ini dirilis ke YouTube pada tanggal 22 Januari, untuk mendahului tanggal rilis resmi pada tanggal 15 Februari. Single ini mendapat sukses komersial, menghabiskan empat minggu di nomor satu di UK Singles Charts, memuncak di tangga lagu di banyak negara lain termasuk Australia, Selandia Baru, dan Jerman, dan mencapai nomor tiga di Billboard Hot 100 AS. Single ini memegang rekor untuk lagu yang paling banyak didengar daring dalam satu minggu di Inggris (2.580.000 kali diputar daring), dan di seluruh dunia (15,5 juta kali diputar daring) pada waktu itu. Goulding membintangi video musik lagu Taylor Swift berjudul "Bad Blood", yang rilis pada bulan Mei 2015.

Goulding muncul di album milik Major Lazer berjudul Peace Is The Mission di lagu berjudul "Powerfull", bersama Tarrus Riley. Lagu ini dirilis bersamaan dengan albumnya pada tanggal 1 Juni 2015. Sebuah cuplikan dari single ini terungkap pada tanggal 23 April 2015. Setelah selesai merekam materi baru pada tanggal 27 Juli 2015, Goulding mencuitkan tautan ke unggahan Instagramnya meninggalkan Abbey Road Studios menuliskan keterangan, "Sudah selesai!". Pada tanggal 5 Agustus 2015 di iHeartRadio Music Summit, Interscope mengumumkan judul single baru Goulding, "On My Mind". Sebuah preview lagu baru dirilis secara online melalui halaman Facebook Goulding pada tanggal 15 September 2015, dengan menegaskan tanggal rilis singel pada tanggal 17 September 2015. Hari berikutnya, cuplikan video lain yang diunggah mengungkapkan judul dan sampul untuk album mendatang ketiga Goulding, Delirium.

Pada tanggal 7 September 2015, diumumkan bahwa Goulding akan tampil di AFL Grand Final 2015, bersama dengan musisi Kanada Bryan Adams dan musisi Amerika Chris Isaak. Pada tanggal 17 September 2015, Goulding membawakan single debutnya, "On My Mind", single pertama dari Delirium, di BBC Radio 1's Breakfast Show. Dia juga mengumumkan bahwa  Delirium  akan dirilis pada tanggal 6 November. Goulding kemudian membawakan "On My Mind" di Apple Music Festival seminggu setelahnya.

Goulding kemudian berkunjung ke Sydney di mana dia tampil di sebuah pertunjukan di Enmore Theatre pada tanggal 4 Oktober. Pada tanggal 15 Oktober 2015, diumumkan bahwa "Army" akan menjadi single kedua dari albumnya. Single ketiga, "Something in the Way You Move" pertama kali dirilis sebagai single promosi dari albumnya pada tanggal 9 Oktober 2015. Lagu ini kemudian rilis pada tanggal 19 Januari 2016.

Pada bulan Maret 2016, Goulding mengumumkan bahwa dia mengambil "istirahat" dari musik, mengatakan di Twitter bahwa sudah tujuh tahun sejak dia mempunyai waktu istirahat. Pada tanggal 19 Agustus 2016 dia merilis lagu "Still Falling For You" sebagai lagu latar dari film Bridget Jones's Baby. Lagu ini mendapat sukses moderat komersial di seluruh dunia yang berada di nomor 11 di Inggris.

Setelah waktu yang lama, pada tahun 2017, dia tampil di edisi pembukaan ke-16 dari Festival Mawazine, yang berlangsung di Rabat dari tanggal 12 sampai 20 Mei. Di sana dia menyanyikan single terakhirnya untuk pertama kali yang belum pernah dibawakan di acara apapun, "First Time"; yang rilis pada tanggal 28 April berkolaborasi dengan Kygo. Goulding juga berkolaborasi pada tahun 2017 bersama Martin Garrix dan David Guetta di lagu mereka yang berjudul "So Far Away" yang mana dua DJ ini pertama kali bawakan di festival Tomorrowland 2017 di Juli tahun itu. Akan tetapi penampilan langsung ini membuat marah perusahaan rekaman Goulding yang membuat mereka menghilangkan suara Goulding dari lagu itu. "So Far Away" dirilis pada bulan Desember pada tahun itu dan fitur dengan vokal baru dari Romy Dya juga vokal dari penyanyi Jamie Scott. Pada tahun 2018, Goulding bergabung bersama Tap Management setelah hampir sedekade bersama First Access Management. Dia berkolaborasi dalam EP milik Sean Paul berjudul Mad Love the Prequel dalam sebuah lagu berjudul "Bad Love", dirilis pada tanggal 29 Juni 2018. Dia juga berkolaborasi bersama Diplo dan Swae Lee dalam single berjudul "Close to Me", yang dirilis pada tanggal 24 Oktober 2018.