初代ヘッドコーチにはアパッチでも指揮を執った青木幹典が就任。アパッチに所属していた選手では青木康平を獲得。この他、井上聡人、栗原祐太、伊藤拓郎、佐々木クリス、高田紘久、佐藤マクファーレン優樹、ジャレッド・カーター、イリヤ・ミルティノビッチ、ジョナサン・ジョーンズ、ラシーム・バレットと契約して初年度のシーズン開幕を迎えた。10月14日、開幕2戦目の千葉ジェッツ戦を84-82で制してリーグ戦初勝利。ホーム開幕戦は10月26日に中央区立総合スポーツセンターで開催した。シーズン序盤にミルティノビッチが故障したため、デニス・カーを補強。2月にバレットとの契約を解除してリッキー・ウッズを補強したが、東地区11チーム中8位でプレイオフ進出はならず。オフに青木康平がFA移籍し、旧アパッチの選手は居なくなった。この他、高田は群馬に移籍し、佐々木は引退した。
2011年11月、調布市にてFC東京誘致に関わった同市市民が中心となって「東京プロバスケットボール準備株式会社」を設立し、bjリーグに新規参入を申請。2012年1月に承認され、チーム名も公募により3月20日に「東京サンレーヴス」と決定した。同時に運営会社も「東京プロバスケットボールクラブ」に改称した。
「サンレーヴス（フランス語: Cinq Rêves）」は「五つの夢」を意味する。この「五つの夢」とはチーム理念である「青少年の育成」「スポーツの振興」「地域産業の発展」「地域の活性化」「感動あるエンターテインメント」を指す。
2015年には、春季キャンプを、主力選手中心の宜野座・一軍キャンプでスタート。オープン戦の中盤までは先発要員として調整していたが、勝ちパターンでの登板を視野に、救援要員として開幕一軍登録を果たした。3月29日には、中日ドラゴンズとの開幕カード第3戦（京セラドーム大阪）で、5番手投手として一軍デビュー。セットアッパーの安藤優也が右肩の違和感で戦線を離れていた4月4日の対読売ジャイアンツ戦（東京ドーム）では、安藤の代役としての起用を想定した首脳陣の判断で、1点ビハインドの6回裏1死満塁から登板した。しかし、2つの押し出し四球と2点適時打で失点を重ねた結果、チームは巨人戦通算1,000敗を喫した。4月20日に出場選手登録を抹消されてからは、先発投手としての二軍調整を経て、5月26日に救援要員として一軍に復帰した。5月30日の対埼玉西武ライオンズ戦（西武プリンスドーム）では、中村剛也の2点本塁打などで4点を失った先発・横山に代わって、3回裏の途中から登板。ところが、4回裏2死満塁で中村に2打席連続本塁打を浴びるほど乱調だったため、5月31日に再び登録を抹消された。この抹消以降は、2度にわたって一軍と二軍を往復。一軍公式戦では、オール救援で通算8試合に登板するとともに、防御率7.15ながら1ホールドを記録した。また、ウエスタン・リーグ公式戦では29試合に登板。10セーブを挙げてリーグ最多セーブ賞を獲得したが、シーズン終了後の契約交渉では、推定年俸1,180万円（20万円減）で契約を更改した。2016年には、春季キャンプから二軍生活が続いた後に、横山が先発した5月4日の対中日戦（ナゴヤドーム）9回裏にシーズン初の一軍公式戦登板。次に横山が先発した5月18日の同カード（甲子園球場）で、2点リードの6回表1死1・2塁から無失点で凌ぐと、チームの勝利によって横山と共にヒーローインタビューを受けた。この試合から5月20日の対広島東洋カープ戦（甲子園）まで3試合連続の救援登板で無失点を続けたが、「野球生活では初めて」という右肘痛（インピンジメント症候群）を発症したため、5月21日に出場選手登録を抹消された。結局、一軍公式戦への登板は10試合にとどまったものの、3ホールド、防御率1.68を記録した。シーズン終了後の12月には、台湾で開かれたウィンターリーグに、NPBウエスタン・リーグ選抜の投手として参加。登板した12試合をすべて無失点で凌いだ。2017年には、レギュラーシーズンの前半戦を二軍で過ごした後に、8月9日に一軍へ昇格。シーズン初の一軍マウンドであった8月11日の対横浜DeNAベイスターズ戦（横浜スタジアム）から9月5日の対広島戦（マツダスタジアム）まで、12登板試合続けて無失点で凌ぐなど、ビハインドの局面からのロングリリーフを中心に救援で好投を続けた。一軍のレギュラーシーズン最終戦だった10月10日の対中日ドラゴンズ戦（甲子園）で、一軍公式戦での初勝利を記録。レギュラーシーズン全体では、26試合の登板で、1勝1敗4ホールドながら防御率を1.17にとどめた。チームのレギュラーシーズン2位で迎えたDeNAとのクライマックス・シリーズ　ファーストステージでは、3試合中2試合に登板したが、チームは3位のDeNAによる日本シリーズ進出を許した。オフには、第1回アジア プロ野球チャンピオンシップに出場する日本代表へ阪神の選手から唯一選出。稲葉篤紀監督からの高評価を背景に、又吉克樹・山崎康晃と並んで「勝利の方程式」を担った。大会では2試合に登板、2回2/3を投げて1被安打無失点2奪三振という好成績を残し、チームの優勝に貢献した。大会終了後の契約交渉では、推定年俸1,800万円（前年から500万円増）で契約を更改している。2018年、前年に引き続き沖縄・宜野座で行われる一軍春季キャンプに参加。また、開幕前の3月上旬に日本国内で開催されるENEOS 侍ジャパンシリーズ2018 日本対オーストラリアに出場する日本代表に選出、2年連続での代表入りとなった。シーズンでは救援陣の一角として開幕一軍入りを果たし、開幕カード3戦目となった4月1日の対巨人戦（東京ドーム）でシーズン初登板。その後も主に勝ちパターンでの救援登板を重ねていたが、5月16日に登録抹消された後、6月15日には右肘のクリーニング手術を受け退院したことを発表した。その後は一軍、二軍ともに登板のないままシーズンを終え、一軍での成績は12試合に登板、15回を投げて0勝0敗1ホールド・防御率4.20。オフには前年から360万円減の1440万円で契約を更改した。