Illarramendi ha iniziato il suo secondo anno con una breve apparizione come sostituto nella Supercoppa UEFA 2014
Ha vinto la Coppa del Mondo di Calcio contro il Sevilla FC al Cardiff City Stadium, ed è stato anche parte della squadra del Real Madrid che ha vinto la Coppa del Mondo dei Club FIFA in Marocco, giocando l'intera semifinale 4 a 0 contro la Cruz Azul.