2015賽季，俱樂部正式啟用新隊名：廣州恆大淘寶隊 。該賽季中超聯賽中，廣州恆大淘寶第四輪客場1-2負於河南建業，遭遇首敗；6月24日，恆大集團對廣州恆大淘寶足球俱樂部進行了增資，增資後，雙方股權比例變更為恆大集團持股60%，阿里巴巴集團持股40%。
6月25日，恆大主場0-0戰平北京國安，連續第5年奪得中超半程冠軍，不過僅領先次席的上海上港1分，30分的積分也創造了俱樂部升入中超以來的半程最低積分；9月12日中超聯賽第25輪，在客場對陣上海上港的爭冠關鍵戰中3-0獲勝，此役過後，廣州恆大淘寶隊反超上港2分，重登榜首 ；9月26日，憑藉保利尼奧的絕殺，廣州恆大客場3-2逆轉戰勝貴州人和，收穫了他們在中超的第100場勝利； 10月31日中超第30輪，廣州恆大2-0戰勝北京國安，獲得2015賽季中超冠軍，成就中超五連冠。 [25] 2015年11月6日，廣州恆大淘寶足球俱樂部在新三板正式掛牌上市，成為亞洲首隻上市球隊。恆大淘寶總股本3.75億股，恆大地產與阿里巴巴分別持股60%和40%。 洲際賽場，亞冠聯賽中廣州恆大淘寶隊小組賽3勝1平2負積10分，以H小組頭名出現，1/8決賽兩回合總比分3-2（客場1-2，主場2-0）淘汰城南FC，1/4決賽又以兩回合總比分4-2（客場3-1，主場1-1）戰勝柏太陽神進軍東亞區決賽，將對陣日本球隊大阪鋼巴 [27-29] 。10月21日，恆大總分2-1勝大阪鋼巴，3年2次進亞冠決賽； [30] 2015年11月7日和11月21日，廣州恆大兩回合總比分1-0（客場0-0，主場1-0）戰勝迪拜阿赫利，獲得2015年亞冠冠軍並第二次進軍世俱杯。世俱杯比賽，12月13日，1/4決賽，廣州恆大2-1戰勝墨西哥美洲；12月17日，半決賽，廣州恆大0-3負於巴塞羅那；12月20日，三四名決賽，廣州恆大1-2不敵廣島三箭，獲得2015屆賽事的第4名。 [31-33] 2015年12月24日，廣州恆大淘寶官方宣佈跟鄭智、郜林、馮瀟霆、黃博文、曾誠、鄭龍、劉健七名亞冠功勳球員成功續約。（相關詞條：廣州恆大淘寶足球俱樂部2015賽季）
2016賽季，1月19日，門將李帥轉會加盟上海申花； 2月3日，廣州恆大淘寶足球俱樂部以4200萬歐元轉會費簽下傑克遜·馬丁內斯四年。 2月27日，2016年中國超級盃廣州恆大2-0戰勝江蘇蘇寧足球俱樂部，奪得賽季首個冠軍，同時也是繼2012年後第二次捧得超級盃。10月23日，廣州恆大淘寶俱樂部在主場1:1戰平延邊富德足球俱樂部，以7分優勢提前兩輪衛冕成功，成就中超六連冠。11月27日，廣州恆大客場2-2戰平江蘇蘇寧，總比分3-3，恆大客場進球多奪得足協盃。洲際賽場，亞冠聯賽中廣州恆大與悉尼FC、浦和紅鑽、浦項制鐵同分在H組，小組賽以2勝2平2負積8分的成績排名第3，未能小組出線，結束了2016賽季的亞冠征程。 2017賽季，廣州恆大淘寶為了頂替受傷的韓國後衛金英權，租借金亨鎰6個月。
2017亞冠，恆大小組賽2勝4平，自參加亞冠聯賽以來，第一次以小組第二的身份出線 。2017賽季中超第14輪，廣州恆大淘寶2比0力克河北華夏幸福，10連勝的恆大提前一輪鎖定半程冠軍 。7月8日中超第16輪，恆大0-2客場負國安，迎來升入中超以來第一個聯賽兩連敗 。2017賽季中超夏季轉會窗，轉入內援馮博軒、鄧宇彪、武翔，轉入外援穆裡奇，補報外援金英權，外援金亨鎰離隊，傑克遜·馬丁內斯撤銷報名 。7月15日，恆大2-1戰勝魯能終結兩連敗 。8月1日，足協盃8強賽第二回合，首回合主場4-2獲勝的富力移師天河體育場，挑戰廣州恆大。最終恆大主場7-2大勝富力，總比分9-6晉級半決賽 。8月14日，恆大官方宣佈保利尼奧加盟巴薩，為此巴薩花費了4000萬歐元的違約金。在效力恆大期間，保利尼奧是球隊當之無愧的核心級球員，率領球隊拿到2015和16兩個賽季中超冠軍、2015亞冠冠軍，還有1個足協盃和2個超級盃冠軍 。9月12日20時，亞冠1/4決賽次回合焦點比賽在廣州天河體育場舉行，由廣州恆大淘寶迎戰上海上港。最終，廣州恆大淘寶經過點球大戰負於上海上港遭到淘汰，上港晉級亞冠四強。 10月22日，2017中超第28輪，廣州恆大主場5-1戰勝貴州恆豐智誠，提前2輪奪冠，
實現中超7連冠 。12月6日，亞足聯亞冠聯賽分組抽籤，廣州恆大、大阪櫻花（日本）、濟州聯（韓國）、武裡南（泰國）為G組。 12月24日，廣州恆大淘寶足球俱樂部官方宣佈與球員鄧涵文、楊立瑜、唐詩正式簽約。2018年1月28日，與前天津泰達億利球員古德利簽約2年。 2月26日，中國足協超級盃在上海虹口足球場舉行，廣州恆大淘寶憑藉黃博文、阿蘭、郜林和高拉特的進球，以4-1戰勝上海綠地申花，連續3年奪冠，同時也以4冠成為超級盃賽場的第一王者。 5月2日，2018賽季足協盃第五輪，恆大在常規時間內與貴州戰成2-2平，點球大戰中以1-4不敵對手，無緣晉級 。2018賽季亞冠賽場，廣州恆大6戰取得3勝3平的戰績，最終以12分的高分殺入淘汰賽。淘汰賽再次面對中超德比，廣州恆大客場0-0戰平天津權健，回到主場又被對手2-2逼平，最終因為客場進球少被淘汰出局。2012年征戰亞冠聯賽以來，第一次在一個賽季的亞冠比賽中保持不敗，但勝率不高，成為廣州恆大最終被淘汰的重要原因 。6月8日，簽下巴西球員安德森·塔利斯卡半年的短租合同。7月9日，與巴西現役國腳、西班牙巴塞羅那隊中場球員保利尼奧簽約，租借加盟一年。 7月19日，俱樂部公佈詳細的“末位零獎金制”考核辦法。 11月03日，廣州恆大在主場輸掉對直接爭冠對手上海上港的比賽，輸掉最後的爭冠希望，導致球隊自2011年升超以來第一次無緣中超冠軍，整個賽季成績為20勝3平7負積63分。並且在這一年除了獲得年初的超級盃冠軍之外，在中超，亞冠及足協盃賽事中無一所獲，成為了恆大入主廣州隊以來成績最差的一個賽季。
2019年2月20日，廣州恆大淘寶足球俱樂部官方宣佈，英籍華裔球員布朗寧、韓國籍球員樸志洙正式加盟 。7月9日，埃爾克森正式以轉會方式時隔三年半迴歸廣州恆大隊 。9月18日晚，2019賽季亞冠聯賽1/4決賽次回合賽事繼續進行，廣州恆大客場1-1戰平鹿島鹿角，兩回合總比分1-1的情況下恆大憑藉客場進球優勢晉級，半決賽中恆大將對陣浦和紅鑽 。10月2日，廣州恆大和日本浦和紅鑽的亞冠聯賽半決賽首回合比賽在日本琦玉體育場舉行，最終廣州恆大0:2負於對手 。10月28日，鄭智出任執行主教練，卡納瓦羅赴集團學習 。12月1日，2019賽季中超收官戰，廣州恆大淘寶隊主場3:0擊敗上海綠地申花，成為中超聯賽史上第一支“八冠王”球隊。
2020年2月3日，上海綠地申花足球俱樂部官方宣佈，廣州恆大淘寶足球俱樂部門將曾誠、後衛馮瀟霆正式（租借）加盟 。2月24日，深圳佳兆業足球俱樂部官方宣佈，廣州恆大淘寶足球俱樂部前鋒郜林正式加盟。
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