Vallal on tihedad koostöösidemed Saksamaa Geltingi AMT-iga, Soome Jyväskylä liitomavalitsusega ning Vasõlkivi linnaga Ukrainas. Geltingi ja Tartu valla noorte koostöös on asutatud GETA nimeline klubi. Välispartneritega on koostöö peamiselt seotud kultuurialaselt (sh vastastikused lasterühmade vahetused). Jyväskylä vahendusel on saadud tööstuse arendamise, planeeringualaseid, omavalitsuse töö korraldamise alaseid jt. kogemusi. Tartu valla koostöös Vasõlkivi linnaga on toimunud veebruaris 2024 Ukraina sõjaväelaste laste laager Lähtel.

Tartu maakonna ja Eesti teiste omavalitsustega teeb vald koostööd läbi vastavate liitude (Tartumaa Omavalitsuste Liit, Eesti Maaomavalitsuste Liit). Tartumaal on üheskoos teiste omavalitsustega asutatud SA Tartumaa Turism, Tartumaa Arendusselts ja Tartu Maaspordiliit.