Jabarkan 2015–2016: Nine Track Mind dari Charlie Puth dalam bahasa melayu

Pada awal 2015, Puth menandatangani kontrak dengan Atlantic dan rekod beliau sebelum ini telah dikeluarkan dari iTunes. Pada bulan Februari 2015, Puth mengeluarkan single debut beliau "Marvin Gaye", yang turut menampilkan vokal dari Meghan Trainor.  Single ini telah disahkan dua kali Platinum di Australia, mengungguli carta di New Zealand, Ireland, dan United Kingdom, dan memuncak pada nombor 21 Billboard Hot 100 AS.  Puth merupakan penulis, pengeluar bersama, serta digandingkan untuk lagu bersama Wiz Khalifa, "See You Again", satu penghormatan kepada mendiang Paul Walker, yang termasuk dalam soundtrack Furious 7. Sementara Khalifa menulis lirik bahagian rap, yang lain daripada lagu yang telah dikreditkan kepada Puth. Lagu ini memuncak pada nombor satu dalam 100 carta teratas untuk 12 minggu (tidak berturut-turut) . "See You Again" telah menerima tiga pencalonan untuk Grammy Awards: Song of the Year, Best Pop Duo/Group Performance dan Best Song Written for Visual Media. Ia juga telah disenarai pendek untuk Song of the Year bagi BBC Muzic Awards dan telah dicalonkan untuk Golden Globe Award untuk Best Original Song di Golden Globe Award ke-73.  Beliau menghasilkan lagu "Slow Motion" untuk Trey Songz dan mempunyai sesi yang diatur dengan Jason Derulo dan Lil Wayne.

Puth membintangi sebagai tarikan cinta untuk Meghan Trainor dalam muzik video "Dear Future Husband". Dalam sinopsis, dia bertemu Puth dalam perkhidmatan temu janji dalam talian dan dia, Puth datang ke rumah Trainor dengan membawa pizza, yang berjaya memikat hati Trainor. Video itu berakhir dengan Trainor tersenyum dan mengundang Puth ke dalam rumahnya.  Pada 1 Mei 2015, Puth mengeluarkan lima lagu extended play (EP), Some Type of Love.  Pada bulan Jun 2015, beliau mengeluarkan promosi single "Nothing but Trouble" dengan Lil Wayne, soundtrack untuk dokumentari 808: The Movie.  Pada 2015, Puth bekerja untuk beberapa album oleh artis lain. Beliau mengarang dan menghasilkan "Broke" dan "Pull Up" untuk album Jason Derulo, Everything Is 4,  penulis bersama "Bombastic" untuk Bonnie McKee dari EP Bombastic, dan menghasilkan " Working Class Heroes (Work) " untuk album Ceelo Green, Heart Blanche. Pra-pesanan untuk studio album debut Puth Nine Track Mind bermula pada 20 Ogos 2015 bersama-sama dengan single kedua "One Call Away". Lagu ini memuncak pada nombor 12 di Amerika Syarikat, 26 di United Kingdom dan 4 di Australia.  Sehingga Februari 2016, lagu tersebut telah dijual 513,700 salinan dalam negara.  Puth mengeluarkan satu remix untuk lagu, bertajuk " One Call Away (Coast to Coast Mix) ", bersama rapper Amerika Tyga dan Ty Dolla Sign, negara artis rakaman Brett Eldredge dan penyanyi Mexico Sofia Reyes.

Album sulungnya, Nine Track Mind, telah dikeluarkan pada 29 Januari 2016.  Album ini memulakan kerjaya di nombor tiga di United Kingdom.  Puth akan memulakan konsert debutnya secara langsung, Nine Track Mind Tour, dalam Mac 2016 .