Faits :
A.
Ressortissante du Cameroun née en 1959, A.X._ a épousé, le 21 mars 2009 à A._ (France), B.X._, ressortissant suisse né en 1952. A.X._ a annoncé son arrivée en Suisse le 23 décembre 2009. A cette date, l'intéressée a été mise au bénéfice d'une autorisation de séjour par regroupement familial. Depuis le 1er mai 2010, A.X._ travaille au CHUV en qualité d'aide soignante.
Par convention du 20 décembre 2012, les époux X._ ont convenu de vivre séparés pendant deux ans. Instruisant les conditions de séjour de A.X._, le Service cantonal de la population du canton de Vaud (ci-après: le Service cantonal) a entendu les époux séparément le 29 octobre 2013. Il ressort des déclarations de B.X._ que les époux étaient séparés depuis les semaines précédant l'audience du 20 décembre 2012 et que A.X._ est restée dans l'appartement conjugal jusqu'au 27 mars 2013. B.X._ a indiqué en outre qu'après avoir fait la connaissance de son épouse, celle-ci avait passé quasiment tous les week-ends à Lausanne. Elle aurait cependant attendu la délivrance de l'autorisation de séjour avant d'entrer en Suisse au mois de décembre 2009. Ces éléments ont été confirmés par A.X._ dans ses déclarations. L'intéressée a précisé en outre qu'elle avait continué à travailler à Paris jusqu'en février ou mars 2010, avant de commencer un nouvel emploi au CHUV le 1er mai 2010. Il ressort par ailleurs de ses déclarations que les époux vivaient séparés depuis la requête de mesures protectrices de l'union conjugale déposée par son mari.
B.
Le 18 décembre 2013, le Service cantonal a informé A.X._ de son intention de révoquer son autorisation de séjour. Le 20 mai 2014, après avoir entendu l'intéressée, le Service cantonal a révoqué son autorisation de séjour et a prononcé son renvoi de Suisse.
Par arrêt du 2 décembre 2014, la Cour de droit administratif et public du Tribunal cantonal du canton de Vaud (ci-après: le Tribunal cantonal) a rejeté le recours formé par A.X._ contre cette décision.
C.
Agissant par la voie du recours en matière de droit public, A.X._ demande au Tribunal fédéral de réformer l'arrêt du 2 décembre 2014, en ce sens que son autorisation de séjour est renouvelée et que son renvoi n'est pas prononcé.
Le Tribunal cantonal se réfère à l'arrêt attaqué et le Service cantonal renonce à se déterminer sur le recours. Le Secrétariat d'Etat aux migrations propose son rejet. Dans le délai imparti par le Tribunal fédéral, A.X._ a déposé des observations complémentaires.
Considérant en droit :
1.
Le Tribunal fédéral examine d'office et librement la recevabilité des recours qui lui sont soumis (ATF 140 IV 57 consid. 2 p. 60).
1.1. D'après l'art. 83 let. c ch. 2 LTF, le recours en matière de droit public est irrecevable contre les décisions dans le domaine du droit des étrangers qui concernent une autorisation à laquelle ni le droit fédéral ni le droit international ne donnent droit.
La recourante invoque l'art. 50 al. 1 LEtr selon lequel, après dissolution de la famille, le droit du conjoint à l'octroi d'une autorisation de séjour et à la prolongation de sa durée de validité subsiste dans certains cas. Dès lors qu'il n'est pas d'emblée exclu que les conditions de cette disposition soient remplies, il convient d'admettre que le recours échappe à la clause d'irrecevabilité, étant précisé que le point de savoir si la recourante peut effectivement se prévaloir d'un droit à séjourner en Suisse relève du fond et non de la recevabilité (cf. arrêt 2C_14/2014 du 27 août 2014 consid. 1, non publié dans ATF 140 II 345).
Pour le surplus, le recours est dirigé contre une décision finale (art. 90 LTF) rendue par une autorité cantonale supérieure ayant statué en dernière instance cantonale (art. 86 al. 1 let. d et al. 2 LTF). Déposé en temps utile compte tenu des féries (art. 46 al. 1 let. c et 100 al. 1 LTF) et dans les formes prescrites (art. 42 LTF) par la destinataire de l'arrêt attaqué qui a qualité pour recourir au sens de l'art. 89 al. 1 LTF, le recours est en principe recevable.
2.
Saisi d'un recours en matière de droit public, le Tribunal fédéral statue sur la base des faits établis par l'autorité précédente (art. 105 al. 1 LTF), à moins que ces faits n'aient été établis de façon manifestement inexacte ou en violation du droit au sens de l'art. 95 LTF (art. 105 al. 2 LTF). Si le recourant entend s'écarter des constatations de l'autorité précédente (cf. art. 97 al. 1 LTF), il doit expliquer de manière circonstanciée en quoi les conditions d'une exception prévue par l'art. 105 al. 2 LTF seraient réalisées. Sinon, il n'est pas possible de tenir compte d'un état de fait divergeant de celui qui est contenu dans l'acte attaqué (ATF 139 II 404 consid. 10.1 p. 445). Aux termes de l'art. 99 al. 1 LTF, aucun fait nouveau ni preuve nouvelle ne peut être présenté à moins de résulter de la décision de l'autorité précédente.
A l'appui de ses observations, la recourante a fait parvenir deux documents datés du 16 janvier 2015, soit une facture de l'Ambassade suisse à Paris ainsi qu'une attestation d'une collègue de travail. Il s'agit là de pièces nouvelles, postérieures à l'arrêt attaqué, que le Tribunal fédéral ne peut pas prendre en considération. Dans la suite du raisonnement, le Tribunal fédéral se fondera donc exclusivement sur les faits établis par le Tribunal cantonal.
3.
La recourante reproche au Tribunal cantonal d'avoir constaté que la vie commune avec son époux avait duré moins de trois ans au sens de l'art. 50 al. 1 let. a LEtr.
3.1. Selon l'art. 50 al. 1 let. a LEtr, après dissolution de la famille, le droit du conjoint à l'octroi d'une autorisation de séjour et à la prolongation de sa durée de validité en vertu des art. 42 et 43 LEtr subsiste si l'union conjugale a duré au moins trois ans et que l'intégration est réussie. Il s'agit de deux conditions cumulatives (ATF 140 II 289 consid. 3.5.3 p. 295; 136 II 113 consid. 3.3.3 p. 119). Selon la jurisprudence, la période minimale de trois ans de l'union conjugale commence à courir dès le début de la cohabitation effective des époux en Suisse et s'achève au moment où ceux-ci cessent de faire ménage commun (ATF 138 II 229 consid. 2 p. 231; 136 II 113 consid. 3.3.3 p. 119). Est seule décisive la durée de la vie commune en Suisse (ATF 136 II 113 consid. 3.3 p. 117 ss).
La limite des trois ans est absolue et s'applique même s'il ne reste que quelques jours pour atteindre la durée des trente-six mois exigés par l'art. 50 al. 1 let. a LEtr (cf. ATF 137 II 345 consid. 3.1.3 p. 347; 136 II 113 consid. 3.2 et 3.4 p. 116 s. et 120; arrêts 2C_275/2013 du 1er août 2013 consid. 3.2; 2C_195/2010 du 23 juin 2010 consid. 5.1 et les arrêts cités).
3.2. Le Tribunal cantonal a retenu que la première exigence de l'art. 50 al. 1 let. a LEtr n'était pas remplie car les époux n'avaient cohabité, dans le meilleur des cas, que deux ans, onze mois et vingt-sept jours. Ce calcul tient compte, comme point de départ du délai de trois ans, du 23 décembre 2009, soit la date à laquelle la recourante a annoncé son arrivée en Suisse aux autorités et obtenu une autorisation de séjour. La fin de la cohabitation effective a quant à elle été fixée au 20 décembre 2012, soit la date à compter de laquelle les époux ont été autorisés à vivre séparés. L'autorité cantonale a néanmoins précisé que la fin de la vie commune des époux pouvait même remonter à la requête de mesures protectrices de l'union conjugale, déposée un mois plus tôt par l'époux de la recourante. Elle a relevé, en outre, que dans la mesure où la recourante avait conservé son emploi à Paris jusqu'au 28 février 2010, les époux n'auraient véritablement fait ménage commun en Suisse qu'à compter du 1er mars 2010.
La recourante conteste ce raisonnement. Elle soutient que le délai de trois ans a commencé à courir à la date de son mariage, soit le 21 mars 2009, et non le 23 décembre 2009, comme le retient l'arrêt attaqué. A l'appui de son raisonnement, l'intéressée indique avoir déménagé ses affaires personnelles immédiatement après le mariage et, depuis lors, avoir séjourné tous les week-ends en Suisse avec son mari.
3.3. En l'occurrence, il n'est pas contesté qu'entre le mariage des époux à l'étranger et l'installation définitive de la recourante en Suisse, le couple passait régulièrement les fins de semaine ensemble en Suisse. Il ressort en effet des constatations cantonales que, durant cette période, l'intéressée travaillait à Paris entre 20 et 25 heures par semaine, aménageant ses horaires de travail de manière à passer les week-ends en Suisse avec son mari. La question se pose donc de savoir si, dans le calcul de la durée minimale requise par l'art. 50 al. 1 let. a LEtr, il est possible de tenir compte des différentes visites que l'intéressée rendait à son mari postérieurement à leur mariage en mars 2009, étant précisé que rien ne laisse supposer que les séjours de la recourante en Suisse auraient été illégaux.
3.3.1. Au préalable, il convient de rappeler que le délai de trois ans commence à courir dès que les époux sont mariés mais à condition qu'ils fassent ménage commun en Suisse (cf. supra consid. 3.1). Il en découle que, pour faire partir le délai de trois ans prévu par l'art. 50 al. 1 let. a LEtr, il n'est pas nécessaire que le conjoint étranger soit au bénéfice d'un titre de séjour en Suisse (cf. arrêts 2C_501/2012 du 21 décembre 2012 consid. 6.2; 2C_430/2011 du 11 octobre 2011 consid. 4.1.3; 2C_475/2010 du 29 octobre 2010 consid. 4.2). La date de l'obtention de l'autorisation de séjour de la recourante n'est dès lors pas déterminante pour calculer le délai de trois ans précité.
3.3.2. Sous réserve d'un éventuel abus de droit, la jurisprudence admet que plusieurs périodes de vie commune en Suisse, même de courte durée et/ou qui sont interrompues par des temps de séparation prolongée, peuvent être additionnées en vue de satisfaire à la condition de la durée minimale de l'union conjugale (arrêt 2C_430/2011 du 11 octobre 2011 consid. 4.1.2). Le Tribunal fédéral a rappelé à plusieurs occasions que le délai de trois ans de l'art. 50 al. 1 let. a LEtr devait être envisagé en relation avec la deuxième condition de cette disposition, à savoir l'intégration réussie en Suisse (ATF 136 II 113 consid. 3.3.3 p. 119; arrêt 2C_430/2011 du 11 octobre 2011 consid. 4.1.2). Or, d'après la jurisprudence, une intégration réussie en Suisse présuppose que le conjoint étranger a vécu en Suisse pendant une certaine durée mais pas forcément de manière ininterrompue. Le Tribunal fédéral a donc jugé qu'il n'était pas nécessaire que la vie commune des époux en Suisse ait lieu d'une seule traite. Des séjours à l'étranger du couple ne font ainsi pas obstacle à l'application de l'art. 50 al. 1 let. a LEtr si l'addition des périodes de vie commune en Suisse aboutit à une durée supérieure à trois ans (arrêt 2C_430/2011 du 11 octobre 2011 consid. 4.1.2).
Dans un arrêt récent publié aux ATF 140 II 345, le Tribunal fédéral a admis que les périodes de ménage commun des époux en Suisse peuvent s'additionner même lorsqu'elles ont été interrompues par plusieurs périodes d'éloignement non justifiées au regard de l'art. 49 LEtr (consid. 4.5.2 p. 351). Pour établir si la période pendant laquelle un couple vit à nouveau ensemble après une séparation doit ou non être comptabilisée, il faut savoir si les époux ont conservé la volonté sérieuse de maintenir une union conjugale pendant leur vie séparée (ATF 140 II 345 consid. 4.5.2 p. 351; cf. aussi ATF 140 II 289 consid. 3.5.1 p. 294; arrêts 2C_602/2013 du 10 juin 2014 consid. 2.2 et 4.3 in fine; 2C_231/2011 du 21 juillet 2011 consid. 4.6). Ne peuvent ainsi être comptabilisées une ou plusieurs périodes de vie commune de courte durée interrompues par de longues séparations lorsque le couple ne manifeste pas l'intention ferme de poursuivre son union conjugale (cf. arrêts 2C_602/2013 du 10 juin 2014 consid. 2.2; 2C_231/2011 du 21 juillet 2011 consid. 4.6). Le Tribunal fédéral a cependant précisé que, pour être prise en compte dans l'addition des périodes de ménage commun au sens de l'art. 50 al. 1 let. a LEtr, la période de vie commune des époux en Suisse devait dépasser une "durée critique". La Cour de céans a ainsi considéré que, bien que relativement brève, une période de cinq mois de vie commune pouvait être prise en compte dans le calcul de la durée supérieure à trois ans, au sens de l'art. 50 al. 1 let. a LEtr (ATF 140 II 345 consid. 4.5.3 p. 351 s.).
3.3.3. En l'espèce, il n'est pas contesté que, depuis le mariage des époux jusqu'à l'installation définitive de la recourante en Suisse, le couple vivait régulièrement ensemble en Suisse durant les fins de semaine. Il ressort des constatations cantonales, qui lient le Tribunal fédéral (cf. art. 105 al.1 LTF), que l'intéressée a résilié son contrat de travail en France, afin d'exercer une activité d'intérimaire en clinique et, ainsi, être plus libre dans ses mouvements. Elle travaillait entre 20 et 25 heures par semaine, aménageant ses horaires de manière à bénéficier des samedi, dimanche et lundis matins de congé, afin de rejoindre son époux à Lausanne. L'arrêt attaqué retient en outre qu'à la suite du mariage, la recourante a déménagé ses affaires au domicile de son époux et que le but du mariage était de vivre une vie de couple ensemble. Ce projet a été retardé uniquement en raison des démarches administratives en vue d'obtenir un titre de séjour en Suisse. Cela est du reste corroboré par le fait que, après l'obtention d'une autorisation de séjour en décembre 2009, l'intéressée est venue s'installer avec son époux en Suisse et a commencé une nouvelle activité professionnelle à Lausanne le 1er mai 2010. Ces éléments permettent sans conteste d'établir que, pendant les périodes de séparation, les époux ont conservé la volonté sérieuse de poursuivre leur union conjugale. Par conséquent, au vu de la jurisprudence susmentionnée, il y a lieu d'admettre que les séjours de la recourante en Suisse, bien qu'interrompus par des périodes de séparation géographique, peuvent être pris en compte dans le calcul des trois ans requis par l'art. 50 al. 1 let. a LEtr. Cette conclusion s'impose quand bien même les visites de l'intéressée en Suisse étaient généralement de courte durée. La brièveté des séjours doit en effet être mise en perspective avec leur fréquence et régularité. Lorsque, comme en l'espèce, les périodes de vie commune en Suisse se poursuivent à intervalles réguliers sur plusieurs mois, il y a lieu d'admettre que celles-ci dépassent la "durée critique" nécessaire à partir de laquelle le juge peut en tenir compte pour la comptabilisation des trois ans requis par l'art. 50 al. 1 let. a LEtr. En pareille hypothèse, le nombre et la fréquence des séjours supplée à leur relative brièveté.
Il reste à vérifier si, en tenant compte des périodes de ménage commun des époux en Suisse entre leur mariage et l'installation définitive de la recourante à Lausanne, la durée de vie commune du couple atteint les trois ans requis par l'art. 50 al. 1 let. a LEtr. Cet examen suppose de connaître les dates de début et de fin de la cohabitation effective des époux. Selon l'état de fait retenu par le Tribunal cantonal, la recourante a annoncé son arrivée en Suisse le 23 décembre 2009. A cette date, une autorisation de séjour a été délivrée en sa faveur. L'arrêt cantonal retient cependant que l'intéressée a conservé son emploi à Paris "au moins jusqu'au 28 février 2010", de sorte que ce serait "seulement à compter du 1er mars 2010 que les époux auraient véritablement fait ménage commun en Suisse". Quant à la date de fin de la cohabitation effective des époux, le Tribunal cantonal a retenu celle du 20 décembre 2012, tout en précisant que la cessation de la vie commune entre les époux pouvait même remonter à la date de la requête de mesures protectrices de l'union conjugale, déposée par son mari un mois plus tôt. S'agissant enfin des visites de la recourante en Suisse durant la période qui a suivi son mariage en France en mars 2009, l'arrêt attaqué se limite à constater que l'intéressée séjournait en Suisse "durant certaines fins de semaine et les congés". Sur ce point, la recourante a expliqué que, depuis son mariage en mars 2009, elle avait passé toutes les fins de semaine à Lausanne, alors que d'après les déclarations de son époux, l'intéressée venait régulièrement en Suisse, mais pas chaque week-end. Cet état de fait, en particulier le nombre et la durée des visites (légales) de la recourante en Suisse, n'est pas assez précis pour déterminer avec certitude si la vie commune du couple en Suisse a duré plus ou moins de trois ans. Faute de constatations de fait suffisantes, il convient donc de renvoyer la cause au Tribunal cantonal afin qu'il complète le dossier et se prononce à ce sujet.
3.4. Outre la vie commune en Suisse pendant au moins trois ans, l'application de l'art. 50 al. 1 let. a LEtr suppose encore que l'intégration de la recourante soit réussie. Partant du principe que le délai de trois ans n'était pas respecté, le Tribunal cantonal n'a pas examiné si la condition de l'intégration réussie était réalisée en l'espèce. En l'état, les faits ressortant de l'arrêt attaqué ne permettent pas de le faire. Il s'ensuit que si, au terme de son examen, le Tribunal cantonal parvient à la conclusion que la recourante remplit la condition de la durée minimum de l'union conjugale, il lui incombera encore d'examiner celle de l'intégration réussie.
4.
Au vu de ce qui précède, le recours doit être admis et l'arrêt attaqué annulé. Comme l'arrêt du Tribunal cantonal ne contient pas les éléments de fait suffisants pour statuer, il convient de renvoyer la cause à l'autorité précédente pour qu'elle contrôle si la recourante remplit les conditions, prévues à l'art. 50 al. 1 let. a LEtr, de la durée minimum de l'union conjugale ainsi que, le cas échéant, de l'intégration réussie et qu'elle rende une nouvelle décision (cf. art. 107 al. 2 LTF).
Compte tenu de l'issue du litige, il ne sera pas perçu de frais judiciaires (art. 66 al. 4 LTF). Ayant obtenu gain de cause avec l'aide d'un mandataire professionnel, la recourante a droit à des dépens (art. 68 al. 1 LTF), qu'il convient de mettre à la charge du canton de Vaud.
Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce :
1.
Le recours est admis. L'arrêt attaqué est annulé et la cause renvoyée à l'autorité précédente pour nouvelle décision au sens des considérants.
2.
Il n'est pas perçu de frais judiciaires.
3.
Le canton de Vaud versera à la recourante une indemnité de 2'000 fr. à titre de dépens.
4.
Le présent arrêt est communiqué au mandataire de la recourante, au Service de la population et au Tribunal cantonal du canton de Vaud, Cour de droit administratif et public, ainsi qu'au Secrétariat d'Etat aux migrations.
Lausanne, le 26 juin 2015
Au nom de la IIe Cour de droit public
du Tribunal fédéral suisse
Le Président : Zünd
La Greffière : McGregor