Oba prototypy wzięły udział w trzecim konkursie samolotów myśliwskich klasy D w Adlershofie w październiku 1918 roku. Pfalz D.XV wykazał się doskonałą prędkością wznoszenia, prędkością maksymalną i zwrotnością, został więc uznany przez Idflieg za równoważny w stosunku do Fokkera D.VII i skierowany do produkcji seryjnej. 4 listopada D.XV pomyślnie przeszedł próby państwowe. Prawdopodobnie zamówiono 180 maszyn; niektóre samoloty seryjne dotarły do magazynów przed zakończeniem wojny, ale nie zostały dostarczone do jednostek operacyjnych. Austro-węgierskie K.u.k. Luftfahrtruppen były również zainteresowane pozyskaniem myśliwca Pfalz D.XV. Planowano jego produkcję licencyjną, ale plany anulowano wraz z rozpadem Austro-Węgier i zawieszeniem broni. We wrześniu 1919 roku alianckie zespoły inspekcyjne znalazły 74 ukończone kadłuby D.XV na terenie wytwórni Pfalz Flugzeugwerke. Kilka ukończonych egzemplarzy było prawdopodobnie testowanych w locie przez pilotów zwycięskich państw.
D.XV był najlepszym myśliwcem skonstruowanym przez Pfalz Flugzeugwerke i jednym z ostatnich samolotów skierowanych do produkcji seryjnej przed upadkiem Cesarstwa Niemieckiego.