Illarramendi va començar el seu segon any amb una breu aparició com a substitut en el triomf de la Supercopa de la UEFA 2014 contra els compatriotes Sevilla FC a l'Estadi de la Ciutat de Cardiff, i també va formar part de l'equip del Reial Madrid que va guanyar
la Copa del Món de Clubs de la FIFA al Marroc, jugant tota la semifinal 4 a 0 contra Cruz Azul.