2006年1月11日，谷歌推出中文版学术搜索。 索引来源包括万方数据资源系统和维普信息，内容涵盖公开发表的学术期刊和论文。 随后，为了做好当年谷歌中国的工作，中文版网站Google.cn于2006年1月26日正式上线。这也是谷歌推出的第一个在中国运营的网站。 2006年9月4日，谷歌在北京中关村清华科技园总建筑面积14000平方米的科建大厦正式启用，作为谷歌中国总部。

选址后，2007年1月4日，谷歌宣布与中国移动通信有限公司合作，为中国移动WAP门户“移动梦网”提供移动搜索技术支持。 同年2月，谷歌在春节期间正式推出中文版谷歌地图，并在年内逐步将其热门产品融入中国文化。 2007年10月30日，谷歌在中国推出短域名“g.cn”。 这个域名原本属于2003年成立的在线导航网站265.com总裁蔡文胜所有。当时有传言称谷歌中国将收购265.com，原因就是为了获得这个域名。

2008年，针对造成大量人员伤亡和经济损失的汶川地震，5月15日，谷歌利用地图、来吧、问答、搜索服务整合地震信息。 18日，谷歌推出相对搜索（Relative Search），支持发布家庭搜索和安全信息。 该服务最初包含40家医院和4万多人的信息，但用户也可以通过短信或网页向谷歌提交自己认识的朋友的状态，经核实后将添加到数据库中。

根据谷歌热榜数据，2009年中国大陆地区最热门的搜索关键词是“百度”； 同年9月4日，大中华区总裁李开复正式宣布辞职。 2010年1月13日，谷歌发表声明称，将考虑取消对google.cn的内容审查，如果谈判失败，可能会关闭谷歌中国。 这引发了中国网友的大讨论。 2010年3月23日，谷歌宣布正式退出中国。 对于谷歌离开的核心原因，目前仍然存在不同的看法。 百度打败了谷歌吗？ 是领导人李开复的问题吗？ 还是谷歌本身存在一些问题？