佩奇和布林创建谷歌的技术基础，来源于他们用新的角度看到互联网和搜索问题。佩奇曾说：“当时我们觉得整个互联网就像一张大的图，每个网站就像一个节点，而每个网页的链接就像一个弧。我想，互联网可以用一个图或矩阵描述，我也许可以用这个发现做篇博士论文。”就这样，佩奇和布林发明了pagerank算法。他们不满足于从理论上证明pagerank的正确性，于是自己搭建一个搜索引擎google来证明pagerank的实用性。
google一词来源于一个非常大的数字googol，即10的100次方。佩奇和布林取这个名字，无非想表达他们的搜索引擎很大。由于google的搜索引擎正确性高于当时的alta vista和inktomi等商业引擎，所以他们在斯坦福大学的一些同学和朋友就开始使用google搜索网页了。靠着同学和朋友们的推荐，google的搜索量达到了每天5000次。1997年9月，佩奇和布林注册了域名google。这时俩人的信用卡额度都已透支，不得不为google找出路。他们接触了一些投资人，开始时找不到投资，直到1998年夏天，在斯坦福大学创业辅助办公室的帮助下，联系到斯坦福大学的校友，太阳公司的创始人安迪贝托谢姆。
安迪贝托谢姆当年还在一线工作，非常繁忙，他对佩奇和布林说只有早上上班前有点时间。佩奇和布林一大早就扛着自己攒的服务器来到了贝托谢姆的办公室，向他展示了自己的搜索引擎。贝托谢姆对演示非常满意，当即开出了一张10万美元的支票交给了佩奇和布林。
然而当他们兑现支票的时候，发现虽然注册了域名，没有注册公司无法兑现。在斯坦福大学的帮助下，他们注册了google公司，斯坦福大学因为提供了部分用于pagerank的专利，也就成了google的股东(在google上市时，斯坦福大学拥有谷歌0.7%的股票，约180万股)。为了创办公司，佩奇和布林不得不“暂时离开”学校。在离开时，还带出了他们一位博士生同学克雷格西尔佛斯坦。在google早期，佩奇和布林忙于找投资，几乎没有时间搞开发，西尔佛斯坦几乎凭一己之力写出了google搜索引擎的第一个商业版本，不仅如此，还制订了google至今仍被遵守的程序设计规范和流程。
贝托谢姆给的10万美元很快花完，佩奇和布林又找到了100万美元的投资。有了钱，开始招人，据佩奇说，他们三人刚从学校出来，没有招人的经验，问的问题很随意，但是坚持宁缺毋滥，每招一个人，必须所有人都同意才行，因此，早期进入google很难。
1999年是互联网最热的年头，google借着互联网的东风，顺利地从两家最大的风险投资公司kpcb和红杉资本哪里获得两千多万美元的投资。同时，google通过为企业提供内部的搜索业务开始有了营业额。2000年，谷歌取代了inktomi为雅虎网站提供搜索业务。2001年，互联网泡沫破灭，无数上市的互联网公司关门大吉，而谷歌居然在这一年开始盈利。
在经过一番摸索之后，搜索广告进入佩奇的视野。谷歌在网页排名本身完全保持客观性，但是在网页的其他地方嵌入付费广告，这就是google adwords的由来。除了在技术方面，谷歌比竞争对手做的好，还将自己的网页做的特别干净，这样在到处是铺天盖地的横幅广告和弹出式广告的互联网上，显得非常超凡脱俗，吸引了很多用户。当用户规模很大时，在google上随便放些什么广告，都会有很好的效果，因此很多广告商很喜欢google。google虽然广告投入不多，但是收费却是比传统的互联网广告贵10倍，这才保证了google高收入、高增长。
2003年，google正式的ceo施密特上任后，布林和佩奇不再需要操心公司运营的很多具体事物，他们俩便抽出时间更多地思考公司发展的大方向。2004年4月28日，施密特、佩奇和布林在饭厅里宣布：我们刚刚提高了上市报告，同时提交了年度的财务报告。会场上掌声雷动，多年辛苦努力的google人终于获得了回报。
google是最早提出云计算概念的公司。在佩奇和布林还在斯坦福大学的时候，就提出和实现了一种被称为“大文件”的新型文件系统。这个技术就是后来google云计算技术中很重要的gfs文件系统的雏形。在谷歌壮大过程中，google趁着惠普实验室分崩离析之际，吸引了两个关键工程师加盟，他们就是云计算之父：杰夫迪恩博士和桑杰戈马瓦特博士。google最初开发云计算平台的目的只是为了能把大量廉价的服务器集成起来，完成超级计算机的计算和存储功能。经过几年的努力，到2006年，google的云计算平台基本完成，所有业务，尤其是由用户产生数据的业务，比如邮件、博客、orkut等都搬到了云计算上面。
google早期的服务是以搜索为主，但是搜索引擎对于用户来说不具有粘性。google不得不主动将战线推到对手的领域。在2004年愚人节那天，谷歌推出了电子邮件业务，杀手锏是1gb的免费邮箱容量，当时雅虎和微软hotmail的邮箱容量才是5mb左右。除了搜索和电子邮件，又陆续推出了真实三维俯视地图、图片和财经等。接下来google又推出了类似于微软office办公软件，包括文字处理和电子表格等，称为docs10。它与office的不同之处：一、它是免费的；二、它是运行在数据中心的服务器上的不是在个人计算机上的。2008年9月，google推出了自己的浏览器chrome，到了2014年，chrome占了全球一半左右的浏览器市场份额，微软的ie跌到了20%以下。在手机操作系统方面，google建立了安卓联盟，到2010年，安卓市场占有量超过苹果的iphone。
2011年，佩奇接替施密特称为google的新ceo，同年，google推出了google+社交网络服务，到了2012年，用户数达到了4亿多。
2015年google宣布公司的名字改成了alphabet，即字母表的意思，同时将现有业务一分为二，将原有的主要业务，主要是搜索、广告、视频youtube和安卓等，交给皮柴负责，他们合在一起沿用google这个名称（google成了alphabet下面的一家控股公司），然后将正在进行新业务包括google风险投资、google资本、x实验室、google医疗calico、google家庭nest和google光线fiber等新业务独立出来，由佩奇直接负责。因此alphabet实际上成了一个虚拟的控股公司，google的股权结构并未改变。无论是it领域还是投资领域，大家对alphabet这个名字并不习惯，依然称呼它是google。佩奇这样做一方面是为了开发新业务，另一方面也是防范美国和世界各国对它的反垄断诉讼。
可能google之前收到风声，采取了拆分，欧盟并未对google显示出仁慈。欧盟竞争专员玛格丽特维斯塔格还在对谷歌进行两项调查，欧盟委员会也向谷歌发出了两次异议声明。第一次是在2016年的4月20日，针对的是“android的特定分销业务”；第二次是在2016年的7月14日，涉及的是“搜索广告的联合问题“。
2017年6月27日，欧盟裁定谷歌违反了反垄断法，向谷歌开出了24亿欧元（约合27亿美元）的罚单。谷歌母公司alphabet在提交给美国证券交易委员会的文件中就表示，谷歌在未来可能还面临来自欧盟更多的罚款。