Allekirjoittanut sopimuksen Mercedesin kanssa 55 miljoonan euron arvosta, - jonka oli määrä päättyä, Rosberg jatkoi joukkueen ajamista. Kesäkauden aikana hän yritti korjata kehon puutetta, joka sai hänet pidättämään hengitystään g-voimia vastaan nopeissa mutkissa, koska hän ei halunnut rajoittaa hapen virtausta aivoihinsa ja lihaksiaan. Rosberg sanoi, että ajokilpailun kokemus antoi hänelle enemmän motivaatiota voittaa Hamiltonin vuonna 2015 ja halusi parantaa ajokykyä ja voittaa mestaruuden. Neljän ensimmäisen kilpailun jälkeen hän voitti Espanjassa, Monakossa,
Vettel uhkasi Rosbergin asemaa toiseksi. Italiassa ja Venäjällä ja kahdessa märällä radalla tekemässään virheessä hän ei voittanut mestaruutta, mutta voitot viimeisissä kolmessa kisoissa Meksikossa, Brasiliassa ja Abu Dhabissa ja kuusi peräkkäistä pole-asemaa asettivat hänet kakkospaikalle 322 pisteellä.