Pada 9 Februari 2015, satu usul tumpahan ke atas Tony Abbott dikalahkan dengan 61 undi kepada 39.[52] Turnbull dispekulasi akan mempertimbangkan untuk bertanding kepimpinan jika usul tumpahan berjaya.[53]

Pada 14 September 2015, Turnbull mengumumkan bahawa beliau akan mencabar Abbott untuk kepimpinan Parti Liberal serta sebagai pemimpin Gabungan Liberal-Kebangsaan dan Perdana Menteri. Beliau meletak jawatan daripada kabinet selepas itu.[54] Dalam undian berikutnya Ahli Parlimen Liberal, beliau menang dengan 54 undi berbanding 44.[55] Beliau dilantik sebagai Perdana Menteri ke-29 Australia pada 15 September.[56]