2015赛季，沙龙正式启用新队名：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，遭受首败；6月24日，恒大集团对广州恒大淘宝足球沙龙进行了增资，增资后，两边股权份额变更为恒大集团持股60%，阿里巴巴集团，不过仅抢先次席的上海上港的绝杀，广州恒大客场3-2反转打败贵州人和正式挂牌上市，成为亚洲首只上市球队。恒大淘宝总股本

6月25日，恒大主场0-0战平北京国安，接连第5年夺得中超半程冠军，不过仅抢先次席的上海上港的绝杀，广州恒大客场3-2反转打败贵州人和正式挂牌上市，成为亚洲首只上市球队。恒大淘宝总股本<span font-size:14px;background-color:#ffffff;"="">3.75亿股，恒大地产与阿里巴巴别离持股60%和40%。

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 。

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。4月17日，广州恒大3比1击败大阪樱花，以亚冠小组赛G组头名身份出线，恒大以6战3胜3平获得12个小组积分，是球队7个赛季征战以来取得的最高积分。^[4]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。

2018年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。11月21日，2018中国平安中超联赛颁奖典礼在海南海口举行，广州恒大淘宝获得国家队贡献奖、青训优秀俱乐部、公平竞赛球队；此外，广州恒大淘宝主场赛区获得最佳人气赛区