Faits : A. A.a. Par jugement de divorce du 26 mai 2011, le Tribunal de première instance du canton de Genève (ci-après: le Tribunal) a prononcé le divorce de B._ (1970) et A._ (1966), et notamment condamné l'ex-épouse à verser à son ex-époux 9'188 fr. 50 à titre de liquidation du régime matrimonial (8), constaté que le partage des avoirs de prévoyance professionnelle des parties n'était pas possible (9) et dit qu'aucune indemnité n'était due par l'un des ex-époux à l'autre à titre de compensation des expectatives de prévoyance professionnelle (10). Par arrêt du 10 février 2012, la Chambre civile de la Cour de justice du canton de Genève (ci-après: la Cour de justice) a notamment annulé les chiffres 8 (liquidation du régime matrimonial) et 10 (partage de la prévoyance professionnelle) de ce jugement, renvoyant la cause au Tribunal pour complément d'instruction et nouvelle décision au sens des considérants sur ces questions. Le 23 août 2012, le Tribunal fédéral a déclaré irrecevable le recours interjeté par l'ex-époux contre cet arrêt (cause 5A_226/2012). A.b. Par jugement du 4 avril 2014, le Tribunal de première instance a fixé la somme due par l'ex-épouse à l'ex-époux à titre de liquidation du régime matrimonial à 12'149 fr., et déclaré irrecevables les conclusions de l'ex-époux relatives aux effets personnels et communs. S'agissant du partage de la prévoyance professionnelle, il a considéré qu'aucune indemnité au sens de l'art. 124 CC n'était due par l'un des ex-époux à l'autre. Statuant le 18 octobre 2013, la Cour de justice a rejeté l'appel formé par l'ex-époux contre ce jugement. Par arrêt du 29 juillet 2013, le Tribunal fédéral a partiellement admis le recours interjeté par l'ex-époux contre les arrêts des 10 février 2012 et 18 octobre 2013, dans la mesure où il était recevable et, en substance, renvoyé la cause à l'autorité précédente pour nouvelle décision sur la question de l'indemnité équitable au sens de l'art. 124 CC (cause 5A_892/2013). Statuant à nouveau le 6 février 2015, la Cour de justice a retenu qu'aucune indemnité au sens de l'art. 124 CC n'était due entre les ex-époux. B. Par mémoire du 12 mars 2015, A._ exerce un recours en matière civile au Tribunal fédéral. Il conclut à l'annulation de l'arrêt entrepris et à sa réforme, en ce sens que son ex-épouse est condamnée à lui verser une indemnité équitable de 46'028 fr. 59. Il requiert aussi l'assistance judiciaire pour la procédure fédérale. Invitée à se déterminer, l'intimée a conclu au rejet du recours. La cour cantonale s'est référée aux considérants de son arrêt.