W Baku obroniła tytuł, pokonując w finale Bojanę Jovanovski 6:1, 7:6(2).
2015 W maju 2015 wygrała swój czwarty turniej w singlu, zwyciężając w Marrakeszu w dwóch setach z Tímeą Babos. 31 maja 2015 osiągnęła pierwszy w karierze ćwierćfinał Wielkiego Szlema, pokonując w 4. rundzie French Open Alizé Cornet 6:2, 7:6(9). Dwa miesiące później Ukrainka wygrała swój drugi turniej deblowy w Stambule, wygrywając w finale z Çağlą Büyükakçay i Jeleną Janković 5:7, 6:1, 10–4.
2016 Na początku roku razem z Ołeksandrem Dołhopołowem osiągnęła finał rozgrywek o Puchar Hopmana. W lutym osiągnęła półfinał w Dubaju, pokonując między innymi Muguruzę. Następnie triumfowała w Kuala Lumpur, w finale pokonując Eugenie Bouchard 6:7(5), 6:4, 7:5. W Miami dzięki zwycięstwu z Caroline Wozniacki w tie-breaku trzeciego seta doszła do czwartej rundy.
Okres słabszej gry zanotowała podczas turniejów rozgrywanych na nawierzchni ceglanej i trawiastej. W Montrealu przegrała w trzeciej rundzie z Angelique Kerber. Na igrzyskach olimpijskich w Rio de Janeiro sprawiła sensację, eliminując Serenę Williams. Udział w turnieju olimpijskim zakończyła na ćwierćfinale, w którym uległa Petrze Kvitovej. W finale w New Haven przegrała z Agnieszką Radwańską 1:6, 6:7(3).