I sin andre sesong i Monaco scoret Martial ni mål i 36 Ligue 1-kamper, og startet 5. oktober 2014 da han som innbytter for Lucas Ocampos sikret 1–1 mot regjerende mestre med et siste minutt-støt fra kort hold. Han scoret to ganger mot et 10-manns den 13. mars 2015 i en 3–0 hjemmeseier. Den 26. juni forlenget han ytterligere sin tilknytning til laget til 2019.