Faits : A. A.a. Ressortissant kosovar de Serbie né en 1979, X._ est entré illégalement en Suisse en 2005. A la suite de son mariage avec une Suissesse (aucun enfant n'est issu de cette union), il a obtenu une autorisation de séjour le 28 septembre 2006. L'épouse de l'intéressé a quitté la Suisse pour la France le 1er mai 2007, afin d'y exercer une activité lucrative comme accueillante familiale. Indiquant continuer à entretenir des contacts réguliers avec son épouse et faire ménage séparé dans l'attente de trouver un travail au domicile français de celle-ci, X._ a obtenu la prolongation de son autorisation de séjour en Suisse jusqu'au 27 septembre 2009. Par décision du 4 mars 2010, le Service de la population du canton de Vaud (ci-après: le Service cantonal) a refusé de prolonger une nouvelle fois l'autorisation de séjour, ce que le Tribunal fédéral a confirmé en dernière instance de recours par arrêt 2C_871/2010 du 7 avril 2011, au motif que X._ ne pouvait plus se prévaloir de l'exception pour raisons majeures justifiant l'existence de domiciles séparés des époux et être considéré comme faisant ménage commun avec son épouse. A.b. Prié de quitter la Suisse en avril 2011, X._ a, le 16 mai 2011, informé les autorités que son épouse était revenue vivre au domicile conjugal suisse et s'était inscrite au registre des habitants de Moudon le 15 avril 2011, ensuite de quoi son autorisation de séjour a été renouvelée. Dans le cadre d'une enquête diligentée par les autorités, les époux ont admis qu'ils s'étaient séparés au mois de septembre 2011. Le Service cantonal a refusé de renouveler l'autorisation de séjour et prononcé le renvoi de Suisse de X._ par décision du 18 septembre 2013. Saisie d'un recours par l'intéressé contre cette décision, la Cour de droit administratif et public du Tribunal cantonal du canton de Vaud (ci-après: le Tribunal cantonal) l'a confirmée par arrêt du 21 novembre 2013. Par arrêt 2C_14/2014 du 27 août 2014 (ATF 140 II 345), le Tribunal fédéral a admis le recours de l'intéressé contre l'arrêt du Tribunal cantonal, auquel la cause a été renvoyée pour nouvelle décision au sens des considérants. Le Tribunal fédéral a considéré que les juges cantonaux n'avaient pas établi les faits de manière suffisante pour vérifier si X._ réunissait les conditions de la durée minimum de trois ans de l'union conjugale avec une Suissesse et de l'intégration réussie prévues à l'art. 50 al. 1 let. a LEtr, qui lui permettraient dans l'affirmative de prétendre au renouvellement de son autorisation de séjour. B. Le Tribunal cantonal a réouvert l'instruction de la cause et invité les parties à se déterminer sur les critères de la durée de l'union conjugale et de l'intégration en Suisse de X._. Le Service cantonal a admis le respect de ce dernier critère, mais a contesté le critère de la durée de l'union conjugale. Dans le cadre d'une audience tenue le 14 janvier 2015, l'épouse de l'intéressé a notamment confirmé la séparation du couple, mais a indiqué qu'aucune procédure de séparation n'avait formellement été engagée et que le couple était en train de se "rapprocher afin de reprendre, cas échéant, la vie en commun". Lors du départ de l'épouse pour la France, il avait été prévu que X._ l'y rejoigne à terme, sans qu'aucun planning ne soit établi sur ce point, étant précisé qu'il était nécessaire qu'il continue à travailler en Suisse au bénéfice d'un revenu fixe pour que son épouse soit autorisée à exercer la profession d'accueillante en France. Les époux étaient restés en contact et s'étaient rencontrés régulièrement durant cette période. A la suite des "problèmes administratifs" rencontrés par X._ avec son permis de séjour, son épouse, qui a indiqué qu'elle serait revenue en Suisse en tout état, était retournée en Suisse auprès de lui pour s'installer dans son studio, mais s'était séparée de lui ensuite de tensions conjugales le 1er septembre 2011. Par arrêt du 5 février 2015, le Tribunal cantonal a rejeté le recours formé par Gazmend X._ contre la décision du Service cantonal du 18 septembre 2013, qu'il a confirmée. C. X._ forme un recours en matière de droit public à l'encontre de l'arrêt du Tribunal cantonal du 5 février 2015. Il conclut, sous suite de frais et dépens, principalement, à la réforme de l'arrêt entrepris dans le sens de l'annulation de la décision du 18 septembre 2013 et du renouvellement de l'autorisation de séjour en sa faveur; subsidiairement, à l'annulation de l'arrêt attaqué et au renvoi de la cause à l'autorité précédente pour nouvelle instruction et décision dans le sens des considérants. Le Service cantonal renonce à se déterminer sur le recours. Le Tribunal cantonal et le Secrétariat d'Etat aux migrations en proposent le rejet. Par ordonnance présidentielle du 12 mars 2015, le Tribunal fédéral a admis la requête d'effet suspensif formée par le recourant.