Udział na trawiastej nawierzchni Wimbledonu zainaugurował zwycięstwem ze Stéphane’em Robertem 7:6(2), 7:6(1), 6:7(6), 6:2. W kolejnym meczu pokonał Richarda Gasqueta 3:6, 6:7(4), 6:4, 7:5, 10:8, pomimo tego, że Francuz miał dziewięć piłek meczowych. W trzecim spotkaniu Kyrgios wygrał z Jiřím Veselým 3:6, 6:3, 7:5, 6:2, a w pojedynku czwartej rundy pokonał aktualnego lidera rankingu singlowego, rozstawionego z numerem drugim Rafaela Nadala 7:6(5), 5:7, 7:6(5), 6:3. Australijczyk był pierwszym zawodnikiem urodzonym w latach 90. XX wieku, który wygrał z Hiszpanem. W ćwierćfinale przegrał z Milosem Raonicem 7:6(4), 2:6, 4:6, 6:7(4).
W lipcu poinformował o zakończeniu współpracy z dotychczasowym trenerem, Simonem Reą. Australijczyk zawiadomił, że jego trenerami zostaną Josh Eagle i Todd Larkham.
W turnieju rangi ATP World Tour Masters 1000 w Toronto Kyrgios pokonał w pierwszej rundzie Santiago Giraldo 7:6(3), 7:5, a następnie uległ Andy’emu Murrayowi 2:6, 2:6. Podczas US Open pokonał w pierwszej rundzie po czterosetowym pojedynku rozstawionego Michaiła Jużnego. W kolejnym spotkaniu okazał się lepszy od Andreasa Seppiego. W trzeciej rundzie został pokonany przez Tommy’ego Robredo 6:3, 3:6, 6:7(4), 3:6. W deblu nie wygrał spotkania.