Ogółem w sezonie 2014/2015 strzelił 13 goli i zanotował 11 asyst w 47 meczach. W Bundeslidze rozegrał 33 mecze, zdobywając w nich 8 goli i notując 7 asyst.
Sezon 2015/2016 8 sierpnia 2015, w wygranym 3:0 meczu Pucharu Niemiec, z Sportfreunde Lotte, Çalhanoğlu zdobył pierwszą bramkę w nowym sezonie. 15 sierpnia rozegrał pierwszy ligowy mecz nowego sezonu, w którym Bayer pokonał 2:1 TSG Hoffenheim. Tydzień później strzelił pierwszą bramkę w Bundeslidze w sezonie 2015/2016, trafiając z rzutu wolnego w wygranym 1:0 starciu z Hannoverem. Strzelił dwie bramki w meczu 1. kolejki fazy grupowej Ligi Mistrzów UEFA przeciwko BATE Borysów.
W sezonie pomocnik zagrał w 46 meczach, w których zanotował 8 trafień i 11 asyst. Bayer Leverkusen zakończył rozgrywki ligowe na 3. miejscu, a w Lidze Mistrzów odpadł na etapie fazy grupowej, kończąc za Barceloną i Romą, a przed BATE Borysów. Dzięki temu zespół awansował do Ligi Europy UEFA, z której odpadł w 1/8 finału, przegrywając 2:0 dwumecz z Villarrealem. W krajowym pucharze doszedł wraz z drużyną do ćwierćfinału, w którym poległ 3:1 z Werderem Brema.
Sezon 2016/2017 Kolejny sezon rozpoczął 21 sierpnia 2016, od rozegrania meczu Pucharu Niemiec z Hauenstein (2:1). 14 września, w meczu Ligi Mistrzów z CSKA Moskwą strzelił swoją 50.