Faits : A. Par contrat des 21/23 février 1979, la SI X._ SA (qui deviendra par la suite B._ AG) a remis à bail à A._ des locaux sis rue..., à T._, comprenant un restaurant bar-dancing de 150 places selon patente, sous l'enseigne "C._", ainsi que des annexes. Le loyer mensuel net s'élevait à 6'370 fr. Conclu pour une durée échéant le 30 septembre 1985, le bail se renouvelait ensuite de cinq ans en cinq ans, sauf avis de résiliation notifié une année à l'avance; le locataire disposait également d'un droit d'option pour une nouvelle durée de cinq ans dès le 1 er octobre 1985. Le contrat renvoyait à une annexe dont l'art. 2 stipulait ce qui suit: " Le locataire reprend les locaux de son prédécesseur transformés par ce dernier en un restaurant-bar-dancing. Le locataire s'engage à entretenir à ses frais le restaurant et les locaux annexes, les installations ainsi que la peinture des plafonds, la tapisserie, etc. Le propriétaire versera une indemnité forfaitaire de Fr. 300'000.-- (...) pour le cas où il ne permettrait pas au locataire d'exercer l'option de la prolongation du bail jusqu'en 1990. (...) Par le versement de ces 300'000.--, tous les aménagements et équipements installés par le prédécesseur du locataire appartiendront au propriétaire, le locataire demeurant propriétaire lui-même des aménagements et équipements qu'il a installés pendant la durée du bail, à l'exception de ceux qui sont uniquement un remplacement des aménagements et équipements installés par le prédécesseur du locataire. (...) " De manière concomitante, A._ a signé les 22/23 février 1979 avec le locataire précédent une convention par laquelle celui-ci vendait à celui-là, pour le prix de 500'000 fr., le fonds de commerce du dancing-cabaret-night-club, comprenant l'agencement et les installations dans les locaux commerciaux ainsi que le mobilier des annexes. Les 23 et 29 novembre 2001, le locataire et la bailleresse ont conclu un nouveau bail portant sur les mêmes locaux. Selon le descriptif du contrat, l'objet du bail consiste notamment dans un restaurant-cabaret d'environ 272 m 2. Le bail prenait effet le 1 er novembre 2001 pour se terminer le 31 octobre 2011, avec un droit d'option jusqu'au 30 novembre 2016 en faveur du locataire, à exercer jusqu'au 31 octobre 2010. Le loyer mensuel net se montait à 10'121 fr.; il s'entendait pour des "locaux bruts, tels qu'ils [avaient] été remis lors de l'état des lieux d'entrée". Le contrat précise que les "éventuelles installations existantes sont remises au locataire sans frais" et que "le locataire assume les frais d'entretien et de remplacement des installations mises gratuitement à sa disposition par le bailleur". Par contrat du 29 octobre 2008, le locataire a sous-loué les locaux dès le 1 er novembre 2008 à Y._ Sàrl en formation; le loyer mensuel était fixé à 13'700 fr., dont 4'000 fr. à titre de redevance pour la "location des éléments commerciaux". La sous-location prendra fin le 30 avril 2009 d'entente entre les cocontractants. Le changement d'exploitant intervenu du fait de la sous-location a entraîné un réexamen par les autorités administratives des conditions d'octroi de la licence d'établissement. Le cabaret bénéficiait jusqu'alors d'une licence pour "night club avec restauration" valable du 1 er février 2007 au 31 janvier 2012, fixant la capacité d'accueil à 150 personnes. Cette licence a été remplacée par une licence délivrée le 9 mars 2009 avec effet au 1 er novembre 2008, limitant la capacité d'accueil à 50 personnes; cette mesure était justifiée par le fait que l'établissement ne disposait que d'une seule issue de secours selon un contrôle effectué par l'Établissement cantonal d'assurance contre l'incendie et les éléments naturels (ECA). Selon l'expert de l'ECA, une capacité d'accueil supérieure à 100 personnes impliquait la construction d'un escalier séparé de 1,20 mètres de large soit à l'intérieur, soit à l'extérieur sur la façade de l'immeuble. Le 12 mars 2009, le locataire a adressé à la gérance une copie de la nouvelle licence, en attirant son attention notamment sur le fait que la possibilité de n'accueillir que 50 personnes, personnel compris, entraînait une diminution considérable du "potentiel locatif". Parallèlement, le conseil de l'époque du locataire s'est adressé à la gérance, le 9 février 2009, pour l'informer que les activités de cabaret devenaient de plus en plus difficiles à exercer en raison de modifications législatives et qu'un dénommé D._ envisageait de reprendre le bail et de transformer le cabaret en une discothèque de luxe ou un établissement de divertissement " afterwork "; cet accord était toutefois lié à la remise en état par le propriétaire de la ventilation, du système électrique et des issues de secours. Le 10 mars 2009, le locataire a mis la bailleresse en demeure de procéder à ces réparations dans un délai de 30 jours, à défaut de quoi il consignerait les loyers à venir. A l'époque, les parties étaient également en litige à propos du paiement du loyer. Par formule officielle du 30 avril 2009 notifiée le 8 mai 2009, la bailleresse a résilié le bail avec effet au 30 juin 2009 pour non-paiement du loyer de février 2009. Le 11 mai 2009, le locataire a ouvert un compte de consignation de loyer et y a versé jusqu'en juin 2011 un montant total de 250'768 fr.80, soit 25 fois la quote-part du loyer mensuel dû pour le cabaret (9'732 fr.) et une fois une partie de ce montant (7'468 fr.80). Le cabaret n'a plus été exploité depuis le 1 er mai 2009. B. B.a. Le 20 mai 2009, le locataire a saisi la Commission de conciliation en matière de baux à loyer du district de Lausanne, demandant le paiement par la bailleresse d'un montant de 300'000 fr. plus intérêts, une réduction de loyer de 9'732 fr. par mois, la libération en sa faveur des loyers consignés et l'annulation pure et simple de la résiliation de bail du 30 avril 2009. Pour sa part, la bailleresse a saisi le Juge de paix de Lausanne d'une requête d'expulsion du locataire en date du 2 juillet 2009. La Commission de conciliation a rendu une décision le 5 janvier 2010. A l'audience du Juge de paix du 6 janvier 2010, la bailleresse a retiré sa requête d'expulsion, avant de la réintroduire deux jours plus tard. B.b. Par demande du 29 janvier 2010 adressée au Tribunal des baux du canton de Vaud, le locataire a pris les conclusions suivantes: " I. B._ AG est la débitrice de A._ et lui doit paiement immédiat du montant de Fr. 300'000.-- (...) avec intérêts à 7% du 1 er mai 2009. II. Depuis le 1 er mai 2009, le loyer payé pour l'établissement public C._ (...) est réduit de Fr. 9'732.-- par mois, ceci jusqu'à rétablissement complet des conditions d'exploitation du bâtiment, à savoir réparation de l'installation électrique, de la ventilation et mise en conformité des issues de secours. Les loyers consignés sont déconsignés en faveur du locataire. III. La notification de résiliation de bail du 30 avril 2009 est purement et simplement annulée, comme contraire aux règles de la bonne foi. " Lors d'une audience tenue le 6 novembre 2012, le locataire modifiera ses conclusions en demandant une réduction de loyer à partir du 1 er novembre 2008. La bailleresse a conclu au rejet de la demande et, reconventionnellement, à la libération en sa faveur des loyers consignés. B.c. La Présidente du Tribunal des baux a transmis la conclusion III de la demande au Juge de paix saisi de la requête d'expulsion. Dans une première ordonnance confirmée par la Chambre des recours du Tribunal cantonal vaudois, le Juge de paix a annulé le congé au motif qu'il était abusif. Statuant le 29 octobre 2010 sur recours de la bailleresse, le Tribunal fédéral a annulé l'arrêt cantonal et renvoyé la cause à la Chambre des recours pour nouvelle décision (cause 4A_468/2010). L'affaire ayant été retournée au Juge de paix, ce dernier a prononcé l'expulsion du locataire par ordonnance du 19 mai 2011, laquelle sera confirmée sur recours par la Cour d'appel civile du Tribunal cantonal vaudois. Par arrêt du 27 janvier 2012 (cause 4A_641/2011), le Tribunal fédéral a rejeté dans la mesure de sa recevabilité le recours que le locataire avait déposé contre la décision cantonale. L'expulsion forcée du locataire des locaux loués a eu lieu le 9 mars 2012. B.d. La procédure devant le Tribunal des baux a été suspendue jusqu'à droit connu dans la procédure d'expulsion. Par jugement du 26 avril 2013 notifié le 6 novembre 2014, le Tribunal des baux a rejeté les conclusions I et II de la demande telles que modifiées le 6 novembre 2012; il a par ailleurs prononcé en faveur de la bailleresse la libération du montant consigné de 250'768 fr.80, à titre de loyer, respectivement d'indemnité pour occupation illicite pour la période du 1 er mai 2009 au 30 juin 2011. Le locataire a interjeté appel contre ce jugement. Par arrêt du 21 janvier 2015 dont les considérants ont été notifiés le 2 mars 2015, la Cour d'appel civile du Tribunal cantonal vaudois a confirmé le jugement du Tribunal des baux. C. A._ forme un recours en matière civile. Il conclut à l'admission des conclusions de la demande du 29 janvier 2010 "telles que modifiées à l'audience du 6 novembre 2012"; il ne devrait ainsi aucun loyer ni indemnité d'occupation à la bailleresse "pour la période du 1 er janvier 2009 au 30 juin 2011" et la bailleresse lui devrait paiement immédiat du montant de 300'000 fr. avec intérêt à 7% dès le 1 er mai 2009. Le locataire demande également la libération en sa faveur du montant de 250'768 fr.80 qu'il a consigné sur le compte de consignation de loyer de la Banque Z._ n° xxx, agence de Lausanne. Dans sa réponse, B._ AG a conclu au rejet du recours. Pour sa part, la cour cantonale s'est référée aux considérants de son arrêt. Par la suite, le recourant a déposé une requête d'effet suspensif. La cour cantonale a déclaré s'en remettre à justice sur ce point et l'intimée ne s'est pas déterminée dans le délai imparti. Par ordonnance du 22 juillet 2015, la Présidente de la cour de céans a accordé l'effet suspensif au recours.