Anfang November 2007 stellte Google sein Betriebssystem für Smartphones vor: Android. Es sollte aber noch fast ein Jahr dauern, bis das erste Telefon, mit dem auf Basis eines Linux-Kernels entwickelten OS auf den Markt kommt. Das HTC Dream mit Touchscreen, Kamera und 192 Megabyte RAM wurde dann im Herbst 2008 lanciert. Es war erstmals auf den Zugang zum Internet ausgelegt, insbesondere zu den Google-Services wie Mail und Kalender, die oft bloss durch einen Klick zu erreichen waren.

Android war ein wichtiger Schritt im Siegeszug von Google. Das Betriebssystem ist mit seinen Weiterentwicklungen heute laut dem Realtime-Analytics-Tool "Statcounter" auf über 70% der Handys weltweit installiert, mit denen im Netz gesurft wird. Apple folgt mit iOS weit abgeschlagen mit gut 28%. Google soll vom Marktstart 2008 bis 2016 mit Android rund 31 Milliarden Dollar verdient haben. Dies zeigten Unterlagen, die bei einem Rechtsstreit mit Oracle geleakt worden waren, in denen Werbeeinnahmen und Beteiligungen an Verkäufen im Google Play Store addiert wurden.

Entwickelt wird Android von der Open Handset Alliance, die Geräte werden dann aber mit vorinstallierter proprietärer Software ausgeliefert: Google Maps, Chrome, Google Play Services… Zudem hat Google den Namen und das Logo patentiert, so dass alternative Betriebssysteme auf seiner Basis unter anderem Namen vermarktet werden müssen.

Damit bewies Google ein gutes Näschen. 2005 hatte der Konzern ein Unternehmen übernommen, das zuvor Android entwickelt hatte. Vorerst war diese aber nur für die Entwicklung von Digitalkameras vorgesehen. Mit der Version 1.0 "Base" wurde aber 2008 die erste funktionsfähige Version freigegeben. Seither werden die Versionen immer auch auf Namen wie "Froyo", "Gingerbread", "Lollipop" oder "Pie" getauft. Die letzte Version – Nummer 13 – namens "Tiramisu" wurde im August 2022 lanciert.

Android bringt Google neben Erfolg aber auch Kritik ein: So wird moniert, dass Google-Apps nicht deinstalliert werden können, die für den Gebrauch des Handys gar nicht notwendig sind. Darüber hat der Konzern Zugriff auf die Geräte, mehrfach wurde die Übermittlung von privaten Daten festgestellt.

Auch kontrolliert Google die Handyanbieter, da diese auf den Markennamen Android und das OS angewiesen sind. Dies spürte etwa Huawei deutlich, als der Konzern nach US-Sanktionen erst versuchte mit HarmonyOS eine Alternative zu entwickeln – mit mässigem Erfolg. App-Entwickler kritisieren scharf, dass sie beim Verkauf im Play Store bis zu 30% an Google abdrücken müssen. Erst kürzlich hat der Konzern dem Druck etwas nachgegeben.