2015年5月，阿裏巴巴集團宣布，張勇接任阿裏集團首席執行官（CEO）。
5月13日，張勇在阿裏組織部會議上發表接任演講，明確全球化、農村和雲計算大數據是阿裏的三大戰略方向，同時阿裏計劃在電商、金融之外，打造物流、進出口和營銷等更多新經濟服務平臺，把阿裏巴巴升級為面向未來商業的基礎服務設施，推動更多企業進行數字化轉型。
隨後張勇展開了對阿裏全國客戶系列拜訪，包括淘寶村，天貓商家等，了解他們的問題，推動他們利用互聯網轉型升級。
5月18日，銀泰商業表示，鑒於沈國軍於股東周年大會上退任執行董事及董事會主席後，張勇將獲委任為董事會主席兼本公司戰略發展委員會主席。
7月29日，張勇宣布阿裏巴巴向阿裏雲戰略增資60億元。
8月4日，為推進阿裏巴巴集團的全球化進程，張勇任命前高盛副主席麥克·埃文斯擔任集團總裁。
8月15日，在張勇推動下，阿裏巴巴集團向蘇寧雲商投資283.4億元，占股19.9%，張勇向全體員工發出公開信，要求阿裏全體員工用最快的時間，把雙方的合作變成消費者實實在在的方便和實惠。
9月8日，阿裏巴巴集團宣布成立阿裏體育集團，以數字經濟思維創新發展體育產業鏈，阿裏巴巴集團CEO張勇兼任阿裏體育董事長。
11月11日，雙11取得912億銷售額。 張勇在北京宣布，今年雙11創下八個吉尼斯世界紀錄， 同時阿裏會在春節前後開啟全新的年貨節。
12月7日，張勇發表員工公開信，宣布阿裏巴巴進行組織升級，調整為“小前臺，大中臺”的組織架構，在大中臺的支撐下，阿裏電商事業群將打破樹狀結構，轉變為壹批快速決策，敏捷行動的“業務小前臺”，由CEO張勇率領。
張勇接任CEO半年內，密集會見了30多位全球企業CEO，與實體經濟巨頭聯盟，幫助他們數字轉型。從聯合利華，寶潔，瑪氏這樣的快消巨頭，到Macy，Costco和麥德龍等世界級零售企業，再到華為小米美的等數碼3C公司。張勇推動簽署了壹系列“聯合生意計劃”以及”戰略合作協議“，提供開業、會員、數據，物流和服務的定制化壹攬子服務方案，很多方案初見成效，2015年Costco，寶潔，聯合利華、小米、華為等均取得創紀錄的銷售成績。
2016年1月6日，張勇召開阿裏電商業務管理者大會，明確2016年電商的四大方向：聚焦消費者體驗，繁榮生態、賦能商家和消費升級，同時阿裏電商在2016年將打響三大戰役：全球化，農村和壹線城市。
1月20日，達沃斯論壇宣布，張勇入選達沃斯世界經濟論壇國際工商理事會（IBC），成為唯壹入選的中國互聯網企業家，也是該理事會最年輕的成員之壹。