Fatti: A. Nell'elenco dei titoli e di altri collocamenti di capitali che hanno annesso alla dichiarazione d'imposta 2011, i coniugi A.A._ e B.A._ hanno indicato, sotto la rubrica "beni non soggetti all'imposta preventiva", il possesso di 1000 azioni della ditta C._ SA e attribuito alle stesse un "valore imponibile" di fr. 100'000.--. Quale reddito lordo relativo a quei titoli hanno invece apposto un importo di fr. 0.--. Il 19 giugno 2013, il fisco ha notificato a A.A._ e B.A._ la decisione di tassazione concernente l'imposta cantonale (IC) e l'imposta federale diretta (IFD) 2011. Rispetto alla dichiarazione presentata, l'autorità di tassazione ha aggiunto ai redditi della sostanza mobiliare un importo di fr. 180'000.--, relativo a dividendi incassati dalla C._ SA (trattandosi di una partecipazione qualificata, rientrante nella sostanza privata, il reddito lordo di fr. 300'000.--, che i contribuenti non avevano notificato ma di cui il fisco era venuto a conoscenza, è stato considerato nella misura del 60 %). Il valore imponibile delle azioni della C._ SA è stato invece commisurato in fr. 5'650'000.--. Nella motivazione della decisione, l'Ufficio di tassazione ha rilevato che, siccome il reddito lordo di fr. 300'000.-- non era stato dichiarato, nemmeno andava concesso il rimborso dell'imposta preventiva. B. A.A._ e B.A._ hanno ribadito la propria domanda di rimborso dell'imposta preventiva in sede di reclamo, dopo aver sottolineato che la mancata dichiarazione del dividendo lordo di fr. 300'000.-- andava ricondotta a una semplice dimenticanza. Il 5 marzo 2014, il reclamo interposto contro la decisione di tassazione è stato tuttavia respinto, con la seguente motivazione: "Nel caso specifico nella dichiarazione fiscale presentata non era stato indicato il dividendo in questione. L'autorità fiscale a mente dell'art. 23 LIP ed in ossequio ai contenuti della sentenza TF 2C_95/2011 non ha concesso il rimborso. In questa sede dopo aver riesaminato l'incarto, l'autorità fiscale non può far altro che riconfermare che i redditi non dichiarati spontaneamente dal contribuente nell'elenco titoli, ma che sono stati aggiunti dall'autorità fiscale sulla base di documenti in suo possesso, non possono essere considerati come redditi regolarmente dichiarati. In questo caso si perde il diritto al rimborso dell'imposta preventiva". La decisione su reclamo è stata confermata dalla Camera di diritto tributario del Tribunale d'appello del Cantone Ticino, con sentenza dell'8 settembre successivo. C. Il 13 ottobre 2014, A.A._ e B.A._ hanno impugnato il giudizio della Camera di diritto tributario con ricorso in materia di diritto pubblico al Tribunale federale. Facendo valere una violazione dell'art. 23 della legge federale del 13 ottobre 1965 sull'imposta preventiva (LIP; RS 642.21), domandano anche in questa sede il rimborso dell'imposta preventiva prelevata sul reddito relativo alle azioni della C._ SA, da loro detenute. La Corte cantonale e la Divisione delle contribuzioni hanno rinunciato a presentare osservazioni al ricorso, limitandosi a chiederne la reiezione. Della risposta dell'Amministrazione federale delle contribuzioni, che pure ritiene che il gravame vada respinto, verrà per contro detto più oltre.