Android, Inc. fue fundada en Palo Alto, California, en octubre de 2003 por Andy Rubin (cofundador de Danger), Rich Miner (cofundador de Wildfire Communications, Inc.), Nick Sears (que fue vicepresidente de T-Mobile) y Chris White (que dirigía el diseño y el desarrollo de la interfaz en WebTV) para desarrollar dispositivos móviles más inteligentes y conscientes.
Las primeras intenciones de la empresa eran desarrollar un sistema operativo avanzado para cámaras digitales. Sin embargo, cuando se dio cuenta de que el mercado de los dispositivos no era lo suficientemente grande, la empresa desvió sus esfuerzos hacia la producción de un sistema operativo para smartphones que rivalizara con Symbian y Microsoft Windows Mobile.
En julio de 2005, Google adquirió Android Inc. por al menos 50 millones de dólares. Sus empleados clave, incluidos Rubin, Miner y White, permanecieron en la empresa tras la adquisición. No se sabía mucho sobre Android Inc. en ese momento, pero muchos supusieron que Google planeaba entrar en el mercado de la telefonía móvil con este movimiento. En Google, el equipo dirigido por Rubin desarrolló una plataforma para dispositivos móviles basada en el núcleo de Linux. Google comercializó la plataforma entre los fabricantes de teléfonos y las operadoras con la promesa de ofrecer un sistema flexible y actualizable.
Las especulaciones sobre la intención de Google de entrar en el mercado de las comunicaciones móviles siguieron creciendo hasta diciembre de 2006. Un prototipo anterior, con el nombre en clave de «Sooner», se parecía más a un teléfono BlackBerry, sin pantalla táctil y con un teclado físico QWERTY, pero más tarde se rediseñó para que admitiera una pantalla táctil, para competir con otros dispositivos anunciados por sus rivales.
El 5 de noviembre de 2007 se presentó la Open Handset Alliance, un consorcio de empresas tecnológicas que incluía a Google, fabricantes de dispositivos como HTC, Sony y Samsung, operadores inalámbricos como Sprint Nextel y T-Mobile, y fabricantes de chips como Qualcomm y Texas Instruments, con el objetivo de desarrollar estándares abiertos para los dispositivos móviles. Ese día se presentó Android como su primer producto, una plataforma para dispositivos móviles construida sobre el kernel de Linux.
Desde 2008, Android ha visto numerosas actualizaciones que han mejorado progresivamente el sistema operativo, añadiendo nuevas características y corrigiendo errores de las versiones anteriores. Cada una de las principales versiones lleva el nombre de un postre o golosina en orden alfabético; por ejemplo, la versión 1.5 «Cupcake» fue seguida por la 1.6 «Donut». En 2010, Google lanzó su serie de dispositivos Nexus, una línea de teléfonos inteligentes y tabletas con el sistema operativo Android, construidos por socios fabricantes. HTC colaboró con Google para lanzar el primer smartphone Nexus,[el Nexus One. Desde entonces, Google ha actualizado la serie con dispositivos más nuevos, como el teléfono Nexus 5 (fabricado por LG) y la tableta Nexus 7 (fabricada por Asus). Google lanza los teléfonos y tabletas Nexus para que actúen como sus dispositivos Android insignia, demostrando las últimas características de software y hardware de Android.
De 2010 a 2013, Hugo Barra actuó como portavoz de producto, representando a Android en conferencias de prensa y en Google I/O, la conferencia anual de Google centrada en los desarrolladores. La participación de Barra en el producto incluyó todo el ecosistema de software y hardware de Android, incluidos los lanzamientos de los sistemas operativos Honeycomb, Ice Cream Sandwich, Jelly Bean y KitKat.
En 2013, Barra dejó el equipo de Android para irse al fabricante chino de smartphones Xiaomi. Ese mismo año, Larry Page anunció en un blog que Andy Rubin había dejado la división de Android para dedicarse a nuevos proyectos.
En 2014, Google lanzó Android One, una línea de smartphones dirigida principalmente a clientes del mundo en desarrollo.