Het onderzoeksontwerp van het Sterfgevallenonderzoek (SGO) 2015 is nagenoeg gelijk gehouden aan dat van de vijf vorige onderzoeken uit 1990, 1995, 2001, 2005 en 2010. De basis van het sterfgevallenonderzoek is een gestratificeerde steekproef uit de doodsoorzaakverklaringen van de overlijdensgevallen in de periode van 1 augustus tot en met 30 november 2015. In de onderzoeksperiode zijn ruim 46 duizend mensen overleden. De arts die de dood constateert, maakt een doodsoorzaakverklaring op en stuurt deze in een gesloten envelop naar de ambtenaar van de burgerlijke stand van de gemeente waar het overlijden heeft plaatsgevonden. De ambtenaar van de burgerlijke stand, die geen kennis kan nemen van de inhoud van de doodsoorzaakverklaring, vermeldt het nummer van de akte van overlijden op de envelop waarin zich de doodsoorzaakverklaring bevindt en stuurt het geheel door naar het CBS. Het nummer van de overlijdensakte stelt het CBS in staat om de door de arts verstrekte gegevens omtrent de doodsoorzaak te koppelen aan de persoonskenmerken van de overleden persoon die het CBS uit de Basisregistratie Personen (BRP) betrekt. Aangezien op de doodsoorzaakverklaring de naam en het adres van de arts staan vermeld, biedt dit de mogelijkheid de behandelende arts in het kader van het sterfgevallenonderzoek te benaderen.
Ten behoeve van het sterfgevallenonderzoek zijn de doodsoorzaakverklaringen op grond van de gecodeerde doodsoorzaak in tien strata verdeeld. Dit is gedaan omdat het medisch handelen rond het levenseinde in sterke mate samenhangt met de aandoening van de patiënt en daarmee de doodsoorzaak. Uit elk stratum is een steekproef getrokken. De insluitkans (steekproeffractie) is groter naarmate de kans op een medische beslissing groter is ingeschat.
De indeling van aandoeningen in de strata zijn bij het Sterfgevallenonderzoek 2015 gelijk aan die van het onderzoek in 2010. Sinds het SGO 2010 is het stratum suïcide opgenomen. De onderzoekers zijn namelijk geïnteresseerd in de vraag hoe vaak ernstig zieke mensen overgaan tot suïcide omdat een verzoek tot euthanasie niet ingewilligd wordt of kan worden.