Hegerberg før kamp mot PSG i 2014.|miniatyr I juli 2014 signerte Hegerberg en toårskontrakt med franske Olympique lyonnais i Lyon og valgte for første gang en annen klubb enn søsteren. Hun leverte en slagkraftig første sesong med 26 mål på 22 kamper. Lyon vant den franske toppserien samt den franske cupfinalen, der Hegerberg scoret Lyons utligningsmål mot Montpellier. I november 2015 forlenget hun avtalen med Lyon til 2019.