「七年前，我在雜誌上與微軟亞洲研究院相遇。我想像著那個令比爾·蓋茨讚賞的夢工場，決定有一天要走進那裡。對於剛上初中的我來說，那是一個遙遠的願望。但佛經說，七步生蓮。於是七年之後，我走出地鐵站，遠望希格瑪大廈上那行『Microsoft』。它已不再是雜誌上的插圖，它七年來就在那裡默默地等著我。我告訴七年前的自己：嘿，你的願望實現了。8月3日，驕陽似火。我就在最火的時間，來到全球最火的計算機實驗室，像盜火的普羅米修斯，希望竊得些許火種，為學習與科研助燃。」
——南京航空航天大學 孫天齊
和孫天齊有著同樣夢想的少年天才們不在少數。2006年1月18日，微軟中國研發集團成立時，張亞勤的「3~5年規劃」幫助孫天齊們圓了夢。張亞勤計畫在此期間將集團的人數從800人擴大到3000人以上，建成微軟規模最大、功能最齊全的海外研發基地。隨後的2006年，招聘500人，2007年招聘近1000人。
這些新生力量中，有超過30%的人是屬於剛出校門的新手。蓋茨很欣賞中國學生的聰明和勤奮，有時甚至一直詢問張亞勤：「為什麼中國的學生這麼出色？」每次，張亞勤到大學作招聘宣講，聆聽者都會把禮堂擠得水泄不通。
為了給這些頂尖人才提供最好的職業機遇，微軟中國研發集團的移動技術中心，MSIT（Microsoft IT）研發中心、SQLServer中國研發中心、亞洲嵌入式產品中心、亞洲搜索技術中心等機構相繼成立，張亞勤不斷完善研發集團作為全球範圍內基礎科研、技術創新及產品研發核心基地的各項職能。
希格瑪大廈已經無法容納這個迅速膨脹的組織，張亞勤開始考慮將研發集團的觸角伸出北京，在全國布局。很快，他就將這一「秘密擴張計畫」向蓋茨作了請示。
2007年4月21日，海南島的空氣清新宜人，一年一度的博鰲論壇如期而至。比爾·蓋茨作為嘉賓出席了這次論壇，這已經是他第十次踏上中國這塊土地。蓋茨於4月18日抵達北京，分別在清華和北大發表精彩演講，然後抵達博鰲，並且在其主題演講中宣布，微軟的研發資源將向亞洲傾斜。這位改變了世界的科學家兼企業家斷言：「下一個比爾·蓋茨將誕生在亞洲。」這句話迅速成為當日各大媒體的新聞標題。
2009年5月，亞勤在微軟上海科技園區建設期間探訪工地。2010年3月，科技園區一期工程竣工並投入使用，開啟了未來夢想的新篇章。
蓋茨還宣布，微軟將進一步擴展其在北京、上海、深圳的研發機構，並在北京和上海投資建設研發園區。至此，張亞勤的「秘密擴張計畫」終於浮出水面，微軟中國研發集團剛剛成立一年，就將在中國內地最有影響力的三個城市圈地紮根。張亞勤當初選擇在這幾個城市設立研發園區，就是要進一步擴大微軟中國研發集團的影響力，希望通過微軟的影響力推動中國科技創新的新浪潮。
按照規劃，上海和北京兩地園區建設完成以後，可以容納8000人的研究規模，不僅能夠滿足微軟在中國科研發展的需要，還將有力支持微軟與客戶和業界夥伴的創新、合作與共贏。「中國是世界上最具活力、發展最快的經濟體之一。新的研發投資舉措，將幫助我們與政府及業界夥伴共同培育創新人才、建設繁榮的創新生態系統。」蓋茨這樣解釋建設微軟研發園區的初衷。
2007年6月，蓋茨博鰲論壇演講結束後一個月，位於上海閔行紫竹科技園區的一塊150畝的土地上豎起了「微軟項目」的招牌—微軟上海研發園區破土動工了。
2007年9月10日，位於深圳市南山區高新技術產業園清華同方信息港的微軟深圳新園區正式啟用。微軟中國研發集團的微軟亞洲硬體中心和微軟移動互聯網技術（中國）研發中心兩支研發團隊的近300位員工入住深圳園區。
研發集團的成立，研發園區的建設，都代表著微軟研發中國團隊的一個個腳印。張亞勤說：「中國創新迎來了前所未有的時代。我們的產品和服務不再是簡單的『中國製造』，而是越來越多地凝聚著中國的創新智慧。微軟長期致力於中國創新的發展，北京和上海微軟研發園區的建設以及深圳研發團隊的不斷成長，將開啟我們同國內夥伴協力創新、共同進步的新里程。」
北京中關村，傳說中的「中國矽谷」，歷來寸土寸金。至2008年，這片炙手可熱的土地上還有西區的17號、19號兩塊地皮，隨著中國化工集團、中國電力投資集團、中國機械裝備集團、中鋼集團等一批「中字頭」央企的進駐，17號和19號成為多家實力企業爭奪的焦點。直到2008年5月，塵埃落定，跨國企業巨頭微軟將入駐中關村西區，這也標誌著這裡規劃建設的整體完成，微軟中國的進駐將成為中關村西區的「收官之作」。
微軟中國研發集團總部落戶中關村，對輕資產的高科技產業來說，並不是一件簡單的事。十年之前建立微軟中國研究院時，張亞勤和李開復就希望能建一棟樓，但當時並沒有被認可。十年之後，為什麼總部會同意呢？張亞勤認為這是微軟全球化建設的一部分。比起十年前，微軟現在已經是一家全球性的公司了，中國研發集團要在中國紮根，要有長遠的發展，要有長期的承諾；二是因為過去的十年間，微軟中國研發團隊做出了一流的成績，取得了總部的信任，中國經濟的發展也讓微軟公司高層看到了信心和潛力；第三，建大樓也是一個好的投資，在中國買地建房子，微軟公司可以打造自己的文化園區，從成本上來講，長遠看也是合算的。
儘管十年前的計畫被總部否決，但那之後，張亞勤從未放棄這樣的夢想。2005年底第二次回國前夕，他就作了一個規劃，涉及整個規模、研究院的戰略、研發方向，也包括一些具體方案，比如在北京、上海這樣的中心城市，買地、建樓。那時他就已經和公司的首席財務官商談，談得比較多的是成本問題。當時的分析是，買樓的話，成本在5~10年就可以收回來。
「你看，我們現在已經有3000多人了，很難租到合適的地方，而且我們的規模還在快速增長，能不能在黃金地段租到這樣的房子，都還是未知數。」未雨綢繆，待到時機成熟，張亞勤舊事重提，他給蓋茨寫了「十幾封郵件」談論中國研發總部的建設問題，蓋茨給張亞勤的答覆是「就按你想的來辦！」
看起來簡簡單單的「十幾封郵件」，背後包含著太多的故事。就像張亞勤總結自己這麼多年來的經歷：「別人看起來很順理成章，但真正的挑戰三天三夜也說不完。但我是工程師，就是來解決問題的。」
時任中關村管委會副主任的夏穎奇當年曾在中國駐美國大使館負責留美學生工作，那時候張亞勤還在喬治·華盛頓大學攻讀博士學位，張亞勤是學校的中國留學生會主席，經常往大使館跑，跟夏主任成了忘年交。當年在美國，張亞勤組織留學生活動都去找夏主任商量。現在回到了中國，張亞勤要在中關村建微軟中國研發總部，還是去找夏主任。夏主任也希望微軟中國研發總部落戶中關村，因為這個項目不僅自身規模較大，更會給中關村IT產業的發展帶來很大的輻射效應。在夏主任的支持和推進下，微軟終於在寸土寸金的中關村核心區拿到了地塊。
敲定了北京這邊，張亞勤直接向首席執行官鮑爾默彙報此事，鮑爾默很快就派微軟的首席財務官來到中國，討論中國總部建設的經費。張亞勤帶著張宏江等幾位高管向這位首席財務官彙報情況。然而在會談過程中，由於之前的基建預算做得不夠詳細，張亞勤無法用數字回答首席財務官的問題。後來，張宏江這樣回憶當時的情景：「是借還是租，地價是多少錢，建築成本多少錢，後期維護多少錢？一大堆問題我們自己都沒有搞清楚。首席財務官一個問題連著一個問題地拋出來，我們完全傻了眼，感覺非常沮喪。」
不過，張亞勤的智慧就在於總能很快簡化問題，直入核心，他迅速轉變了會談的角度，忽略了數字問題，只談建設中國研發總部的必要性、緊迫性和可行性。不過，對於必須看數字說話的首席財務官來說，儘管這個策略有效，但成功的概率有限。
然而，張亞勤還是成功了，因為首席財務官沒有拘泥於具體的經費數字，也沒有計較項目具體需要多少資金，而是完全憑著對張亞勤的信任，以及張亞勤對於未來的判斷投了贊成票。
2008年5月6日，微軟中國研發集團總部大樓的奠基儀式在中關村舉行。
全國人大常委會委員、全國人大教科文衛委員會副主任委員程津培、中國國際貿易促進委員會副會長於平、北京市政府副秘書長劉志、中關村科技園區管理委員會副主任夏穎奇、海淀區區委書記譚維克、海淀區區長林撫生、海淀區副區長於軍以及商務部、工業與信息化部等許多重量級部委的領導出席了奠基儀式，張亞勤和已經升為微軟中國研發