2015赛季，俱乐部正式启用新队名：广州恒大淘宝队 。该赛季中超联赛中，广州恒大淘宝第四轮客场1-2负于河南建业，遭遇首败；6月24日，恒大集团对广州恒大淘宝足球俱乐部进行了增资，增资后，双方股权比例变更为恒大集团持股60%，阿里巴巴集团持股40%。
6月25日，恒大主场0-0战平北京国安，连续第5年夺得中超半程冠军，不过仅领先次席的上海上港1分，30分的积分也创造了俱乐部升入中超以来的半程最低积分；9月12日中超联赛第25轮，在客场对阵上海上港的争冠关键战中3-0获胜，此役过后，广州恒大淘宝队反超上港2分，重登榜首 ；9月26日，凭借保利尼奥的绝杀，广州恒大客场3-2逆转战胜贵州人和，收获了他们在中超的第100场胜利； 10月31日中超第30轮，广州恒大2-0战胜北京国安，获得2015赛季中超冠军，成就中超五连冠。 [25] 2015年11月6日，广州恒大淘宝足球俱乐部在新三板正式挂牌上市，成为亚洲首只上市球队。恒大淘宝总股本3.75亿股，恒大地产与阿里巴巴分别持股60%和40%。 洲际赛场，亚冠联赛中广州恒大淘宝队小组赛3胜1平2负积10分，以H小组头名出现，1/8决赛两回合总比分3-2（客场1-2，主场2-0）淘汰城南FC，1/4决赛又以两回合总比分4-2（客场3-1，主场1-1）战胜柏太阳神进军东亚区决赛，将对阵日本球队大阪钢巴 [27-29] 。10月21日，恒大总分2-1胜大阪钢巴，3年2次进亚冠决赛； [30] 2015年11月7日和11月21日，广州恒大两回合总比分1-0（客场0-0，主场1-0）战胜迪拜阿赫利，获得2015年亚冠冠军并第二次进军世俱杯。世俱杯比赛，12月13日，1/4决赛，广州恒大2-1战胜墨西哥美洲；12月17日，半决赛，广州恒大0-3负于巴塞罗那；12月20日，三四名决赛，广州恒大1-2不敌广岛三箭，获得2015届赛事的第4名。 [31-33] 2015年12月24日，广州恒大淘宝官方宣布跟郑智、郜林、冯潇霆、黄博文、曾诚、郑龙、刘健七名亚冠功勋球员成功续约。（相关词条：广州恒大淘宝足球俱乐部2015赛季）
2016赛季，1月19日，门将李帅转会加盟上海申花； 2月3日，广州恒大淘宝足球俱乐部以4200万欧元转会费签下杰克逊·马丁内斯四年。 2月27日，2016年中国超级杯广州恒大2-0战胜江苏苏宁足球俱乐部，夺得赛季首个冠军，同时也是继2012年后第二次捧得超级杯。10月23日，广州恒大淘宝俱乐部在主场1:1战平延边富德足球俱乐部，以7分优势提前两轮卫冕成功，成就中超六连冠。11月27日，广州恒大客场2-2战平江苏苏宁，总比分3-3，恒大客场进球多夺得足协杯。洲际赛场，亚冠联赛中广州恒大与悉尼FC、浦和红钻、浦项制铁同分在H组，小组赛以2胜2平2负积8分的成绩排名第3，未能小组出线，结束了2016赛季的亚冠征程。 2017赛季，广州恒大淘宝为了顶替受伤的韩国后卫金英权，租借金亨镒6个月。
2017亚冠，恒大小组赛2胜4平，自参加亚冠联赛以来，第一次以小组第二的身份出线 。2017赛季中超第14轮，广州恒大淘宝2比0力克河北华夏幸福，10连胜的恒大提前一轮锁定半程冠军 。7月8日中超第16轮，恒大0-2客场负国安，迎来升入中超以来第一个联赛两连败 。2017赛季中超夏季转会窗，转入内援冯博轩、邓宇彪、武翔，转入外援穆里奇，补报外援金英权，外援金亨镒离队，杰克逊·马丁内斯撤销报名 。7月15日，恒大2-1战胜鲁能终结两连败 。8月1日，足协杯8强赛第二回合，首回合主场4-2获胜的富力移师天河体育场，挑战广州恒大。最终恒大主场7-2大胜富力，总比分9-6晋级半决赛 。8月14日，恒大官方宣布保利尼奥加盟巴萨，为此巴萨花费了4000万欧元的违约金。在效力恒大期间，保利尼奥是球队当之无愧的核心级球员，率领球队拿到2015和16两个赛季中超冠军、2015亚冠冠军，还有1个足协杯和2个超级杯冠军 。9月12日20时，亚冠1/4决赛次回合焦点比赛在广州天河体育场举行，由广州恒大淘宝迎战上海上港。最终，广州恒大淘宝经过点球大战负于上海上港遭到淘汰，上港晋级亚冠四强。 10月22日，2017中超第28轮，广州恒大主场5-1战胜贵州恒丰智诚，提前2轮夺冠，
2018年1月28日，与前天津泰达亿利球员古德利签约2年。 2月26日，中国足协超级杯在上海虹口足球场举行，广州恒大淘宝凭借黄博文、阿兰、郜林和高拉特的进球，以4-1战胜上海绿地申花，连续3年夺冠，同时也以4冠成为超级杯赛场的第一王者。 5月2日，2018赛季足协杯第五轮，恒大在常规时间内与贵州战成2-2平，点球大战中以1-4不敌对手，无缘晋级 。2018赛季亚冠赛场，广州恒大6战取得3胜3平的战绩，最终以12分的高分杀入淘汰赛。淘汰赛再次面对中超德比，广州恒大客场0-0战平天津权健，回到主场又被对手2-2逼平，最终因为客场进球少被淘汰出局。2012年征战亚冠联赛以来，第一次在一个赛季的亚冠比赛中保持不败，但胜率不高，成为广州恒大最终被淘汰的重要原因 。6月8日，签下巴西球员安德森·塔利斯卡半年的短租合同。7月9日，与巴西现役国脚、西班牙巴塞罗那队中场球员保利尼奥签约，租借加盟一年。 7月19日，俱乐部公布详细的“末位零奖金制”考核办法。 11月03日，广州恒大在主场输掉对直接争冠对手上海上港的比赛，输掉最后的争冠希望，导致球队自2011年升超以来第一次无缘中超冠军，整个赛季成绩为20胜3平7负积63分。并且在这一年除了获得年初的超级杯冠军之外，在中超，亚冠及足协杯赛事中无一所获，成为了恒大入主广州队以来成绩最差的一个赛季。
2019年2月20日，广州恒大淘宝足球俱乐部官方宣布，英籍华裔球员布朗宁、韩国籍球员朴志洙正式加盟 。7月9日，埃尔克森正式以转会方式时隔三年半回归广州恒大队 。9月18日晚，2019赛季亚冠联赛1/4决赛次回合赛事继续进行，广州恒大客场1-1战平鹿岛鹿角，两回合总比分1-1的情况下恒大凭借客场进球优势晋级，半决赛中恒大将对阵浦和红钻 。10月2日，广州恒大和日本浦和红钻的亚冠联赛半决赛首回合比赛在日本琦玉体育场举行，最终广州恒大0:2负于对手 。10月28日，郑智出任执行主教练，卡纳瓦罗赴集团学习 。12月1日，2019赛季中超收官战，广州恒大淘宝队主场3:0击败上海绿地申花，成为中超联赛史上第一支“八冠王”球队。
2020年2月3日，上海绿地申花足球俱乐部官方宣布，广州恒大淘宝足球俱乐部门将曾诚、后卫冯潇霆正式（租借）加盟 。2月24日，深圳佳兆业足球俱乐部官方宣布，广州恒大淘宝足球俱乐部前锋郜林正式加盟。