Android, Inc. è stata fondata a Palo Alto, California nell'ottobre 2003 da Andy Rubin (co-fondatore di Danger), Rich Miner (co-fondatore di Wildfire Communications, Inc.), Nick Sears (un tempo VP alla T-Mobile) e Chris White (responsabile del design e dello sviluppo dell'interfaccia alla WebTV) per sviluppare dispositivi mobili più intelligenti e consapevoli.
Le prime intenzioni della società erano di sviluppare un sistema operativo avanzato per fotocamere digitali. Tuttavia, quando ci si rese conto che il mercato dei dispositivi non era abbastanza grande, l'azienda dirottò i suoi sforzi verso la produzione di un sistema operativo per smartphone che avrebbe rivaleggiato con Symbian e Microsoft Windows Mobile.
Nel luglio 2005, Google acquisì Android Inc. per almeno 50 milioni di dollari. I suoi impiegati chiave, compresi Rubin, Miner e White, sono rimasti nell'azienda dopo l'acquisizione. Non si sapeva molto di Android Inc. all'epoca, ma molti presumevano che Google avesse intenzione di entrare nel mercato della telefonia mobile con questa mossa. A Google, il team guidato da Rubin ha sviluppato una piattaforma per dispositivi mobili alimentata dal kernel Linux. Google ha commercializzato la piattaforma ai produttori di cellulari e ai trasportatori con la promessa di fornire un sistema flessibile e aggiornabile.
Le speculazioni sull'intenzione di Google di entrare nel mercato delle comunicazioni mobili hanno continuato a crescere fino al dicembre 2006. Un prototipo precedente dal nome in codice "Sooner" aveva una somiglianza più vicina a un telefono BlackBerry, senza touchscreen e con una tastiera QWERTY fisica, ma è stato poi riprogettato per supportare un touchscreen, per competere con altri dispositivi annunciati dai rivali.
Il 5 novembre 2007, la Open Handset Alliance, un consorzio di aziende tecnologiche tra cui Google, produttori di dispositivi come HTC, Sony e Samsung, vettori wireless come Sprint Nextel e T-Mobile, e produttori di chipset come Qualcomm e Texas Instruments, si è presentata, con l'obiettivo di sviluppare standard aperti per dispositivi mobili. Quel giorno, Android è stato presentato come il suo primo prodotto, una piattaforma per dispositivi mobili costruita sul kernel Linux.
Dal 2008, Android ha visto numerosi aggiornamenti che hanno migliorato progressivamente il sistema operativo, aggiungendo nuove funzionalità e correggendo i bug nelle versioni precedenti. Ogni major release è chiamata in ordine alfabetico come un dessert o un dolcetto; per esempio, la versione 1.5 "Cupcake" è stata seguita dalla 1.6 "Donut". Nel 2010, Google ha lanciato la sua serie di dispositivi Nexus - una linea di smartphone e tablet che eseguono il sistema operativo Android, e costruiti da partner di produzione. HTC ha collaborato con Google per rilasciare il primo smartphone Nexus,[il Nexus One. Google ha poi aggiornato la serie con dispositivi più recenti, come il telefono Nexus 5 (realizzato da LG) e il tablet Nexus 7 (realizzato da Asus). Google rilascia i telefoni e i tablet Nexus per fungere da dispositivi Android di punta, dimostrando le ultime caratteristiche software e hardware di Android.
Dal 2010 al 2013, Hugo Barra è stato portavoce del prodotto, rappresentando Android alle conferenze stampa e al Google I/O, la conferenza annuale di Google dedicata agli sviluppatori. Il coinvolgimento di Barra nel prodotto ha incluso l'intero ecosistema Android di software e hardware, compresi i lanci del sistema operativo Honeycomb, Ice Cream Sandwich, Jelly Bean e KitKat.
Nel 2013, Barra ha lasciato il team Android per il produttore cinese di smartphone Xiaomi. Lo stesso anno, Larry Page ha annunciato in un post sul blog che Andy Rubin si era spostato dalla divisione Android per occuparsi di nuovi progetti.
Nel 2014, Google ha lanciato Android One, una linea di smartphone rivolta principalmente ai clienti del mondo in via di sviluppo.