Johaug kom på andreplass etter Marit Bjørgen i Tour de Ski 2015. Johaug vant for sjette gang den avsluttende etappen opp slalåmbakken i Val di Fiemme. I Ski-VM 2015 i Falun ble hun «VM-dronning» da hun tok gull på 15 km skiatlon og 30 km klassisk, og hun gikk på det norske laget som tok gull på 4x5 km stafett. I verdensupen sammenlagt ble Johaug nummer to både i distansecupen og sammenlagt. Johaug vant Birkebeinerrennet på ny rekord 2.41.46,6, og hun vant Skarverennet for åttende gang.