2015賽季，恒大俱樂部正式啟用新隊名：廣州恒大淘寶隊。該賽季中超聯賽中，廣州恒大淘寶第四輪客場1-2負於河南建業，遭遇首敗；6月24日，恒大集團對廣州恒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恒大集團持股60%，阿裏巴巴集團持股40%。6月25日，恒大主場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，廣州恒大淘寶隊反超上港2分，重登榜首；9月26日，憑借保利尼奧的絕殺，廣州恒大客場3-2逆轉戰勝貴州人和，收獲了他們在中超的第100場勝利；10月31日中超第30輪，廣州恒大2-0戰勝北京國安，獲得2015賽季中超冠軍，成就中超五連冠。2015年11月6日，廣州恒大淘寶足球俱樂部在新三板正式掛牌上市，成為亞洲首只上市球隊。恒大淘寶總股本3.75億股，恒大地產與阿裏巴巴分別持股60%和40%。
洲際賽場，亞冠聯賽中廣州恒大淘寶隊小組賽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[28-30]? 。10月21日，恒大總分2-1勝大阪鋼巴，3年2次進亞冠決賽；2015年11月7日11月21日和，廣州恒大兩回合總比分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，廣州恒大2-1戰勝墨西哥美洲；12月17日，半決賽，廣州恒大0-3負於巴塞羅那；12月20日，三四名決賽，廣州恒大1-2不敵廣島三箭，獲得2015屆賽事的第4名。2015年12月24日，廣州恒大淘寶官方宣布跟鄭智、郜林、馮瀟霆、黃博文、曾誠、鄭龍、劉健七名亞冠功勛球員成功續約。
2016賽季，1月19日，門將李帥轉會加盟上海申花；2月3日，廣州恒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年中國超級杯廣州恒大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杯。10月23日，廣州恒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，廣州恒大客場2-2戰平江蘇蘇寧，總比分3-3，恒大客場進球多奪得足協杯。洲際賽場，亞冠聯賽中廣州恒大與悉尼FC、浦和紅鉆、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，廣州恒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，恒大小組賽2勝4平，自參加亞冠聯賽以來，第壹次以小組第二的身份出線。2017賽季中超第14輪，廣州恒大淘寶2比0力克河北華夏幸福，10連勝的恒大提前壹輪鎖定半程冠軍。7月8日中超第16輪，恒大0-2客場負國安，迎來升入中超以來第壹個聯賽兩連敗。2017賽季中超夏季轉會窗，轉入內援馮博軒、鄧宇彪、武翔，轉入外援穆裏奇，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，恒大2-1戰勝魯能終結兩連敗。8月1日，足協杯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，挑戰廣州恒大。最終恒大主場7-2大勝富力，總比分9-6晉級半決賽。8月14日，恒大官方宣布保利尼奧加盟巴薩，為此巴薩花費了4000萬歐元的違約金。在效力恒大期間，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個足協杯和2個超級杯冠軍。
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，由廣州恒大淘寶迎戰上海上港。最終，廣州恒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，廣州恒大主場5-1戰勝貴州恒豐智誠，提前2輪奪冠，實現中超7連冠。
2017年12月24日，廣州恒大淘寶足球俱樂部官方宣布與球員鄧涵文、楊立瑜、唐詩正式簽約。
2018年1月28日，廣州恒大淘寶俱樂部官方宣布與前天津泰達億利球員古德利簽約2年。
2月26日，中國足協超級杯在上海虹口足球場舉行，廣州恒大淘寶憑借黃博文、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冠成為超級杯賽場的第壹王者。