4月、ドームに入社。4月29日に行われた織田記念国際100m決勝で10秒35（-2.5）、5月7日に行われた東京選手権100m予選で10秒35（-2.2）と、強い向かい風の中で好タイムをマーク。5月21日に行われた東日本実業団陸上競技選手権・男子100m予選で自己ベストとなる10秒10を記録し、2016年リオデジャネイロオリンピック参加標準記録を突破した。リオデジャネイロオリンピック男子100mでは、現地時間8月13日の予選で10秒13（-0.5）をマーク、4組2着となり準決勝に進出。14日の準決勝では、10秒17（0.0）で3組7着となり、決勝進出を逃した。男子4×100mリレーでは日本チーム（山縣亮太－飯塚翔太－桐生祥秀－ケンブリッジ飛鳥）のアンカーを務め、18日の予選で37秒68のアジア新記録をマーク、全体2位で決勝へ進出した。19日の決勝では予選のアジア記録を更新する37秒60で2位となり、銀メダルを獲得した。12月14日をもってドームを退社、プロ転向を表明。マネジメント会社・ユニバーサルスポーツマーケティングと契約して新たな所属先を探していた。
4月の織田記念国際GP100mで桐生祥秀らを破って初優勝を果たし、この結果を受けて5月のワールドリレーズ日本代表入りを打診されたが、脚の不安で辞退した。5月の関東インカレでは、100m決勝のレース中盤で左ハムストリングスに違和感が出ながらも初優勝を果たし、日本大学の選手としては1992年大会の井上悟以来、23年ぶりの100mチャンピオンに輝いた。
3月のテキサスリレー100mで10秒27の自己ベスト（当時）をマーク。5月の関東インカレ100m決勝でも10秒21の自己ベスト（当時）をマークするが、大会中に左太もも裏を痛めてしまう。6月の日本選手権は100mと200mにエントリーしていたが、200mは予選で足を痛めて敗退し、100mは棄権した。
10月の東アジア大会200mで優勝し、自身初の国際タイトルを獲得した。4×100mリレーでは日本チーム（山縣亮太、飯塚翔太、ケンブリッジ飛鳥、大瀬戸一馬）の3走を務め、大会記録と日本学生記録（混成）を樹立して優勝した。
4月、日本大学文理学部体育学科に進学。5月の関東インカレ100mは1年生で唯一決勝に残り7位、200mでは2位、4×100mリレー（2走）で3位に入り、3種目で入賞を果たす。6月の日本選手権200mは初出場するも予選敗退。7月の世界ジュニア選手権は200mで準決勝敗退するも、4×100mリレーでは日本ジュニアチーム（大瀬戸一馬、橋元晃志、ケンブリッジ飛鳥、金森和貴）の3走を務め、予選を39秒01のジュニアアジア記録で通過、決勝は39秒02で銅メダルを獲得した。9月の日本インカレでは100mこそ準決勝で敗退したが、200mでは1年生で唯一決勝に残り5位、4×100mリレーでは2走を務めて4位入賞を果たした。
カイドゥの属するオゴデイ家一門は、モンゴル帝国の第3代皇帝であったグユクが1248年に没すると、トルイ家に帝位を奪われ、ジュンガリア地方（現在の中国新疆ウイグル自治区北部）エミル川流域の所領（ウルス）は没収されなかったものの、有力者が追放されるなど厳しい圧迫を加えられた。これに不満をもったカイドゥは、1259年に第4代皇帝モンケが急死してその弟のクビライとアリクブケが後継者争い（モンゴル帝国帝位継承戦争）を始めるとアリクブケに与し、この内紛がアリクブケの敗北に終わると、入朝して帰順するよう要求するクビライの求めを拒否した。この混乱の間にカイドゥはオゴデイ家内での権力を掌握し、1266年に西北モンゴリアにいたクビライ配下の軍を攻撃して反抗の意図を明確にした。クビライは、新当主ムバーラク・シャーを母后オルガナが摂政として補佐するチャガタイ家の勢力を吸収して西方の諸王家を掌握することを狙い、ムバーラク・シャーの叔父イェスン・トアの次男であったバラクをチャガタイ家の本領イリに派遣した。しかし、バラクはクビライから飽くまで共同統治、せいぜい補佐を命じられていたにもかかわらず、ムバーラク・シャーが年少であるのを理由に力ずくで当主位を奪い、後見すると称して服属させてしまった。こうしてバラクはイリ方面のチャガタイ家の勢力を統合すると、隣接するカイドゥの勢力を狙い、西進するようになった。かくして、カイドゥは西南で境を接するチャガタイ家のウルス（チャガタイ・ハン国）で権力を掌握したバラクとマー・ワラー・アンナフル（現在のウズベキスタン）にある肥沃なモンゴル皇帝直轄領の支配権横領をめぐって争ったが、1269年に至り、バラクおよび西北ジョチ・ウルス（キプチャク・ハン国）の代表者と会盟し、マー・ワラー・アンナフル領を両家で分割するとともに、共同してクビライへ反旗を翻すことを決した。通説ではこの時、カイドゥはクビライに対抗するモンゴル皇帝に選出されたとされてきたが、史料上では確認できず、現在は史実とは考えられていない。実際カイドゥは自勢力下の王族や臣下からはモンゴル皇帝、つまりカアン（Qa'an;  قاآنQā'ān）どころかハン（Qan＞χan; خان khān）とも呼ばれてはおらず、もっぱらカイドゥ・アカ（Qaidu Aqa＞ قايدو آقا Qāydū Āqā）と呼ばれていた（『集史』アバカ・ハン紀など）。アカ（Aqa）とはモンゴル語で「兄さん」・「兄貴」の意味で、特にモンゴル系の諸部族やチンギス・ハーン家などで、一門を取りまとめる年長者や統率者に対して用いた敬称である（バラクもイルハン朝への遠征の時に、自軍の将兵から「バラク・アカ」と呼ばれている）。ただし、『五族譜』（シュアビ・パンジュガーナ）やミールホーンドの『清浄なる庭園』（ラウダト・アッサファー）など後代の資料では「カイドゥ・ハン」（Qaydū Khān  قيدو خان） と書かれている場合もある。