Nel 2014 migliora il suo risultato al Giro d'Italia, terminando in sesta posizione a causa di una malattia[2] dopo essere stato in lotta per il podio nelle prime due settimane di gara. Poche settimane dopo viene incluso nella squadra per il Tour de France 2014, dopo che Roman Kreuziger era stato temporaneamente sospeso dalle corse a causa di valori irregolari del passaporto biologico[3]. Ottiene la sua prima vittoria tra i professionisti proprio in quella Grande Boucle, andando a conquistare il tappone alpino con arrivo a Risoul, dopo aver fatto parte della fuga del giorno[4]. Quattro giorni più tardi ottiene un'altra vittoria nella diciassettesima tappa all'arrivo in salita a Pla d'Adet sui Pirenei: con questi successi, e con alcune altre ottime prestazioni nelle tappe di montagna, conquista la classifica scalatori, primo polacco a riuscire nell'impresa. Nell'agosto subito seguente vince due tappe di montagna e la classifica finale del Tour de Pologne[2].
Nel 2015, dopo una prima parte di stagione senza particolari risultati, vince in solitaria la tappa pirenaica del Tour de France con arrivo a Cauterets. Tra agosto e settembre conclude quindi la Vuelta a España al terzo posto, a poco più di un minuto di distacco dal vincitore Fabio Aru, ottenendo così il primo podio in un Grande Giro. Il risultato arriva solo alla penultima tappa, con arrivo a Cercedilla, in seguito alla crisi del leader della classifica generale Tom Dumoulin[5].
Rafał Majka con indosso la maglia a pois di miglior scalatore al Tour de France 2016 da lui poi vinta per la seconda volta in carriera.
Majka sul podio con indosso la maglia rossa di leader della classifica a punti del Giro di Slovenia 2022.
Per la stagione 2017 si accasa presso la Bora-Hansgrohe con il ruolo di capitano per le grandi corse a tappe.[6] Dopo essersi piazzato decimo alla Liegi-Bastogne-Liegi partecipa al Tour of California con ambizioni di classifica. Si impone davanti a George Bennett sull'arrivo in salita di San Jose, al secondo giorno di corsa, conquistando il primato in classifica che difende anche nella tappa regina, la quinta, con arrivo in salita su Mount Baldy, dove si classifica secondo dietro ad Andrew Talansky. Non riesce a difendere il primato nella cronometro della sesta tappa, concludendo così la corsa al secondo posto a 35" da Bennett. Partecipa quindi al Tour de France con ambizioni di classifica. Nel corso della nona tappa, mentre è decimo in classifica, cade rovinosamente nella discesa del Col de la Biche, ferendosi a ginocchia, gomiti, torace e schiena. Riesce ad arrivare fino al traguardo con un ritardo di oltre trentasei minuti dai migliori. A causa del forte dolore non prende il via della decima frazione.[7] Tornato alle corse a fine luglio, grazie anche a due terzi posti parziali in tappe di montagna, si classifica secondo al Tour de Pologne, battuto per soli 2" da Dylan Teuns.
Prende il via della Vuelta a España deciso a lottare per la classifica generale; tuttavia un malessere fisico nei primi giorni gli fa perdere parecchi minuti e decide quindi di andare alla ricerca dei successi di tappa. Dopo essersi piazzato terzo sul traguardo della ottava tappa a Xorret de Catì, superato dal vincitore di giornata Julian Alaphilippe, si impone sull'arrivo in salita di Sierra de la Pandera, traguardo della quattordicesima tappa, entrando nella fuga di giornata e riuscendo a resistere al ritorno degli uomini di classifica.[8]
Inizia la stagione 2018 ottenendo buoni piazzamenti nelle brevi corse a tappe tra cui il quinto posto all'Abu Dahbi Tour e il sesto al Tour of California. Corre poi il Tour de France, senza riuscire a competere per i primi posti della classifica (conclude diciannovesimo, e terzo nella graduatoria degli scalatori), e la Vuelta a España, in cui si piazza tredicesimo dopo aver ottenuto il secondo posto nella frazione di La Camperona. Nel 2019 decide di partecipare al Giro d'Italia con i gradi di capitano chiudendo al sesto posto.
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