接任院長後，張亞勤開始深入思考研究院發展和管理方面的各種問題。儘管在桑納福的時候他就做過與市場相關的工作，但管理一個研究院級別的組織，對管理者的要求無疑更高。而張亞勤也由「隊長」正式邁向了「教練」的崗位。之前一年多的初創階段，他工作的核心是儘快出成果，讓別人看到研究院的實力和前景。不過在「大躍進」的發展過程中也遇到了不少問題，如「研究方向以及研究院的長期發展定位問題」、「國內研究員在應試教育環境中固有的思維習慣與微軟研究創新的矛盾」等。現在，終於有時間來解決這些系統性問題了。
張亞勤發現，國內學生的思維方式是個大問題。與他那個時代的學生不同，現在的學生更多的是為考試而學習，並不是為自己而學習。國內學生從應試教育中一路走來，老師要考什麼就學什麼，沒有考試，也就覺得學習失去了動力。一個鮮明的例子是，研究院當時的很多研究員英語筆試成績很好，但是口語完全跟不上，在進行國際交流時存在很大障礙。於是研究院請了北京的一位最優秀的外籍英語老師給大家培訓，剛開始還有人去，可是後來去的人越來越少。張亞勤很詫異，就去問原因。有年輕人反映說：「不用考試，學了也沒有什麼用處。」
後來，張亞勤有一次在碰到新東方的創始人俞敏洪時，還對他開玩笑說：「你們這幫傢伙，生生把說不了也聽不了英語的人訓練成了英語考試機器，實際上還是什麼都不會。」
年輕人學習思維有問題，歸根結底是國內學術氛圍的「畸形」所致。
當時國內的研究水平並不高，與世界水平的差距還很大。但是國內發表的論文卻在不斷增多，張亞勤說：「因為大家都知道怎麼樣去『發表』論文了。」
研究院建立之初，張亞勤曾要求每一個研究員都要就如何寫研究論文、如何才能發表論文等接受全面培訓。本來這些培訓是為作出一流的研究服務的，但一些研究員卻刻意去追求發表論文，這就與作高水平研究的初衷背道而馳了。
為了將研究院的管理更加規範化，張亞勤圍繞建設世界一流研究院的奮鬥目標，提出了「五五軍規」，即「研究院每年要在不同技術領域的全球『前五大』學術會議或雜誌上發表不少於5%的文章。」
要想成為一流的研究院，就只能在全球排名前5位的雜誌或會議上發表論文，不允許在其他地方發表，避免資源浪費和濫竽充數。因為在這些全球頂尖的雜誌或會議上，當時幾乎沒有中國人的身影。張亞勤認為：「能夠在這些雜誌上發表論文，那才叫做有影響力，才能夠稱之為一流。」對待學術問題，一貫謙和的張亞勤相當嚴苛。
對於研究院的研究方向，張亞勤採取了「有所為，有所不為」的方針，再頂尖的研究院都不可能在每個方面都做到世界一流，因此張亞勤選擇了圖形學、多媒體和用戶界面作為研究院的主攻方向，爭取在這些領域做到世界領先，「選這幾個方向是因為研究院有優勢，而且也代表了未來技術的發展方向。」
有道是「名不正，言不順」。除了研究標準和方向，張亞勤對研究院的職能定位也作了明確的闡述。這個定位幾乎可以成為所有企業研究院的樣本—「微軟中國研究院是一家基礎研究院，但它所作的研究是為微軟公司的產品服務的，所作的研究必須滿足四個條件：一是一流的，二是主流的，三是有用的，四是相關的。」
在張亞勤看來，這四條要求缺一不可：一流就要求做出來的研究成果必須是新的，是前人沒有做過的。1.2流，1.5流都沒用。主流就是做出來的東西是該產業或學術的主流，不是邊緣的。有用性則強調了研究成果對產品要有影響，而不是做出來了就沒有用處，企業不是政府機構，沒有實用價值的科研成果如果耗費了太高成本，終究會被企業拋棄。而相關性，是張亞勤從施樂公司吸取的教訓，施樂帕克研究中心曾經作出很多了不起的研究，互聯網技術、激光印表機技術都是從該研究中心出來的，它們是一流的、主流的、有用的，但最終沒有被自己的公司所採用，施樂公司沒有從中受益。所以，張亞勤給微軟中國研究院的定位要求一定是與微軟產品相關的。
完成了研究院的定位，張亞勤明確了研究院三方面功能：第一，研究院應該是科學知識的一個發源地；第二，它應該是公司技術戰略的智囊團；第三，是公司核心技術的孵化器。
把這些制度化之後，在研究院內部，張亞勤通過寫文章、開講座，以及召開座談會等形式，統一大家的思想，進一步規範研究院的管理。
從接手研究院起，張亞勤還逐步摸索出了一套IT企業管理的方程式，其中最著名的一個是IT=IQ+IP（見前文）。在張亞勤看來，對於一家IT企業，尤其是研究機構來說，最重要的有兩個東西：一個是IQ，即智慧、聰明的人才，因為唯有聚積了一大批聰明的人才才能夠創造出一流的技術；另一個是IP，即知識產權，一個視科技為生命的公司，沒有知識產權，幾乎沒有生存發展的空間。有了IQ和IP，IT企業自然很容易取得飛速的發展，微軟公司的崛起就是最好的例證。
張亞勤對於人才管理的認識更是有獨到之處。他提出：「一流的研究院不僅要吸引一流的人才，發表一流的文章，還必須要有再生能力，要有機制可以培養自己一流的科學家。」張亞勤希望今後研究院的科學大師都是院里自主培養的，而不僅僅是從外面聘請，所以他為研究院建立了一系列的培訓及人才成長機制，如明日之星、導師制度等等。
亞勤的話：
不論管理什麼人—美國人還是中國人，都要以理服人。
這一系列的舉措使得張亞勤第一次徹底展現了自己在管理方面的大格局。它的確定，使得微軟中國研究院有了「根」和「使命」，在隨後而來的互聯網泡沫、全球金融危機等事件的衝擊下屹立不倒，逆勢前進，最終升級為微軟亞洲研究院，並成為後來微軟亞太研發集團的基礎，成為微軟公司在海外最大的研究和產品開發基地。