在微软的10年，是张亚勤职业生涯的辉煌时期，也是微软不断国际化的重要阶段。
张亚勤和比尔盖茨在1992年就认识了，那时他还不是微软的一员。初次见面是在亚特兰大的一个展览会上，张亚勤正准备做一个演示，忽然听到一个声音，问他视频压缩速率是多少，张亚勤回头一看，正是比尔·盖茨。两人在展览会上就数字视频的传输和通信交流起来，盖茨把他对技术的理解、对市场的感觉联系在一起，超越单个技术、单个产品的层次展开探讨，这给张亚勤留下了深刻的印象。
后来张亚勤加入微软后第一次和盖茨见面，盖茨对中国很是好奇，问了中国的政府架构、大学教育的相关问题。此后，两人也没有太多的交往，仅限于见面点下头，握个手，讲几句话。直到2000年张亚勤向比尔·盖茨汇报微软中国研究院多媒体团队的成果时，才第一次真正了解了盖茨，也让盖茨对这个为微软打出一片新天地的年轻人留下了同样深刻的印象。
之前张亚勤曾听说盖茨有一个习惯，经常在他的局域网里骂人，是一个易怒的人。所以，汇报项目前，大家都不知道盖茨会有怎样的反应。没想到，见面交流之后发现，他其实是一个挺和气的人。
比尔·盖茨对科学家很尊重，他一直说自己是抱着学习的心态来听汇报的，中间还和项目组成员做了很多次交流。
张亚勤说，和比尔·盖茨在一起，最大的一个好处就是，他的知识面很广，他知道很多种不同的产品，不但了解科技的前沿，而且有很强的商业洞察力。盖茨能把所有的东西简单地列在一起，这是他体现高度的地方。此外，盖茨简化问题的能力很强，他可以把很难的事情，很简单地帮你描述出来，或者是整合起来，能够用一句精练的语言将问题的实质提炼出来。这主要是源于他对技术、产品及市场等综合因素的把握都游刃有余。
这种简化问题的能力，在采访中张亚勤也曾多次提到，也是他一直强调的一种能力。在华盛顿大学读博士时，他从第一次从皮克·霍兹教授身上学到了这点。
他发现在导师评点他的研究时，只看结果，不看推导过程，几乎每一次都这样。有一次，导师看了两三分钟，就笑了，和他说这个不对。张亚勤感到很困惑，自己的推导过程肯定是没有错的，结果怎么会不对？
教授说：“在通讯里有个N，是指用户的数目。比如有10个人通讯，N就等于10，当N等于1的时候就相当于是没有人通讯，那么熵就应该等于0。”
张亚勤这才发现他的结果确实有问题，因为N等于1时，按他的公式算出来的不是0；N无穷大的时候，熵也应该是0，而他的结果也不是0。
自己推导了半天，也看不出问题，导师用极限情况作判断，只用了两三分钟，就看到了结果的正确性。这件事情令张亚勤深思。不需要看大量烦琐的过程，而是用最简单的方法来做判断。科学特别是数学有时候有一种令人震惊的简单的美。
由于工作关系，张亚勤跟全球最顶尖的500个公司的CEO有不同程度接触，发现他们很不一样。有的人热情、奔放，有的人内敛，甚至有点害羞，有的人口才很好，有的人结巴。但这些领袖拥有的共性中，有一点就是简化抽象问题的能力。
这种能力，他在比尔·盖茨的身上也寻找到了。
张亚勤记得，盖茨在那次会后对他说：“做研究应该是探索性的，冒的风险不同，产品也不一样，产品和市场就不允许有不确定性，所以研究本身有它的性质。做基础研究的，如果每一个项目都成功了，那你们就失败了，说明你们冒的险还不够。”
这样的论断对张亚勤的鼓励力度很大。他记得，自己后来做产品的时候经常有争论，在总部indows CE部门做移动和嵌入式的时候，内部之间常常会有争论。他说，争论并不可怕，争论的问题是次要的，比如所做的业务、产品线、技术等，但争论的过程却是收益颇丰的。因为他会提供给你一个不一样的视角，最后交给你去做决定。最后的结论或者主意改变了，不是盖茨说了算，而是大家集体智慧的结果，因此这样的争论是没有输赢的。
张亚勤和比尔·盖茨在很多问题上都有过争论和探讨，有的时候达成共识，也有出现分歧的时候。争论中比尔讲的是对的，张亚勤坦然承认，但如果张亚勤是对的，他一定坚持己见，不会因为对方是盖茨而改变自己的想法。
张亚勤介绍说，比尔·盖茨是个很厉害的人，但他愿意听取不同的意见。有时他如果觉得自己的观点错了，没有道理，他会马上对大家说我错了，是一个很谦虚的人。
微软公司有一个导师计划，员工可以自由申请或者由公司为员工指定一位经验丰富的员工做搭档，导师将帮助员工制定个人职业规划，并在员工所专注的那些领域助你成长。搭档关系可以帮助双方增强技能、实现目标，并在公司内提高个人能力和职业能力。
2004年，张亚勤调回微软总部负责全球通信及嵌入式系统的开发，比尔·盖茨成了他的导师。这样的一个机制，为他们俩提供了很好的交流平台。
必要时，盖茨会找几个人一起，每个星期或每个月抽个时间去谈话，就像是大学的教授一样。张亚勤和盖茨的交流，他很少准备，因为和盖茨谈话其实很轻松，但却是高智商的碰撞。
张亚勤曾用一句话来评价盖茨，说他闪烁着人性的智慧和光辉。在和他交谈的时候，你能感受到脑力场的发射。盖茨多次来到中国，作为学生和朋友的张亚勤都随行陪同。他发现盖茨有时问的问题很独特，思维异于常人。有时候简单的一句话就能说到中国很复杂的问题，他不由得佩服盖茨的智力。
在张亚勤看来，盖茨不是一个传统意义上的科学家或商人，他更像是一个战略家，总能站在一个很高的位置，对产业未来5～10年的发展都有自己独到的见解。
盖茨的好奇心很强，有时候他好奇的范围超过了软件。一次他来中国访问的时候，因为安排的细节失误，一个会议临时取消，浪费了两个小时。当时盖茨和张亚勤、陈永正、张宏江、刘凤鸣在一起吃着麦当劳的汉堡，他询问中国的一些情况，问得最多的就是在中国农村里面怎么选举，为什么中国的小学生这么优秀等。
盖茨有着浓厚的中国情结。他曾经在20世纪90年代初的时候，只身一人跑到北京。这几年，盖茨每次来中国都和学生交流，他只是觉得中国的学生是世界上最聪明的学生。盖茨甚至曾经问过张亚勤一个问题，为什么中国的学生都这么聪明。对中国学生的好感，或许部分源于张亚勤“神童”形象的影响。
盖茨来中国有时也会和中国一些领导人交流，他说中国领导人一定是世界上最强的。张亚勤说：“我相信他说的是真心话，不是外交辞令，因为对他来说，已经没必要再为了什么目的说言不由衷的话了。”
张亚勤每次见到盖茨，盖茨也会欣然地接受他的“洗脑”。比如两会开完了，张亚勤会和他讲讲两会的报告；十七大之后，给他传达十七大的精神。2008年夏天张亚勤回美国参加微软举办的全球CEO峰会，在他家里聊了很多，聊到了中国发生的汶川大地震。
盖茨对中国很感兴趣，这些能让他更多地了解中国。而这其中张亚勤的功劳很重要，用他的话说就是，他是“盖茨了解中国很重要的一个窗口”。
2007年比尔·盖茨再次来到中国，这次他接受了清华大学的名誉博士学位，并表示将出席北京奥运会。盖茨很早就买好了奥运会的门票，准备观战。在接受CCtV专访时，主持人水均益问他来中国看奥运会，是希望中国队赢还是美国队赢。他回答说，乒乓球肯定是中国赢，篮球肯定是美国赢。这个回答睿智又幽默。
2008年6月，比尔卸下了肩上的重担，宣布退休。张亚勤参加了微软举办的告别晚会，并为盖茨准备了一份神秘的礼物。
活动是晚上六点开始的，持续了五个半小时直至深夜。张亚勤和太太回到Mercer Island的家中已过了午夜。比尔的家人、保罗·艾伦、沃伦·巴菲特、微软董事会的成员、微软所有的副总裁以上的核心管理团队、所有的微软战略技术专家和他们的家人大约200人出席了晚会。
张亚勤在一篇向媒体公开的文章中写道：“回首比尔·盖茨过去32年的微软人生，所有的人都十分动情，眼中泪光闪闪。比尔在这个密友、同事、亲人的聚会中，数度淌下热泪。作为他的少年同窗密友、并肩努力了28年的同事，鲍尔默也数度流泪，哽咽无语。”
张亚勤代表微软中国的全体同仁和自己向比尔赠送的两件礼物很特别：
一本《比尔在中国》的影集，记录了从1991年起比尔十多次中国之行的精彩瞬间，感谢他坚定支持微软中国发展的远见卓识。
中国古代乐器埙、篪各一件。埙，上古之乐，有如天籁；篪，古乐极品，轻灵深邃。取意诗经“伯氏吹埙，仲氏吹篪”，埙篪相和，如兄弟之睦，如君子之交。
比尔·盖茨对这份珍贵的礼物十分高兴，还仔细地向张亚勤询问了关于埙、篪这两件乐器的历史。
有一次，张亚勤和盖茨聊天。张亚勤和他开玩笑说：“我32岁加盟微软，10年了，我把我的青春献给了微软。”盖茨说：“我也一样，把我的青春贡献给微软了。”
比尔·盖茨用30多年时间创立了微软公司，用创新的“技术”实现了他的梦想并且改变了世界。
他的退休让张亚勤感觉既留恋，又替他感到高兴，因为盖茨又开始投入一项让他充满激情并且对整个社会都有益的事业当中去了。今后盖茨每周仅需到公司工作一天，他的更多精力将投入慈善事业。这位曾经连续13年占据世界首富位置的风云人物，将由以往的用“技术改变世界”，变为“用财富改善世界”。
张亚勤说：“盖茨是微软的灵魂人物和大家长，另一方面也是我的朋友。他是一个对技术有热情、对人类有使命感的人。他有很多财富，但他自己的生活方式很简单，这种使命感是发自内心的，而不是装出来的。比尔对于财富的态度和他对梦想的不断追求，是我的楷模。”
这就是张亚勤和盖茨之间亦师亦友的深厚感情。
我们可以从盖茨和张亚勤的社会活动中发现二人作为朋友的相似面。
张亚勤曾说自己是一个“积极的社会参与者”。他觉得，作为一家高科技公司，在利用技术改变人类生活的同时，更要尽到相应的企业公民责任。微软在2007年为全球政府贡献了5000多亿美元的税收。
除了微软中国研发集团与中国高等教育界一如既往的良好合作之外，张亚勤还担任了北京市、上海市、重庆市等多个地区政府的经济与科技顾问。这种身份不仅帮助张亚勤代表的微软更深入了解中国，更是他“跳出科学家、外企高管”身份参与中国社会的契机。
张亚勤在美国的很多同学，回国之后都选择了自主创业，这与张亚勤选择跨国公司平台不同。
对此，张亚勤表示，创业者也是创新，是为中国社会创造巨大财富价值的楷模。但自主创业并不是实现自己价值、为社会尽职的唯一方法。
他说：“立足于微软平台，我能通过自己个人的经验、能力来协调各种有效资源，帮助中国It产业少走弯路，帮助更多中国的优秀科技人才迅速进入到世界级的阵营中，并且影响一些决策，使得中国政府、中国用户享受到更多利益。追求外在成就感的话，当然是自己创业、上市成功更满足，但我目前做的工作就是立足于中国的创新、促进中国社会进步的事业。我感觉到了自己的重力场。”