Pichai 2004-ben csatlakozott a Google-hez, ahol a Google kliens szoftver termékei, köztük a Google Chrome és a Chrome OS termékmenedzsmentjét és innovációs erőfeszítéseit irányította, valamint nagyrészt felelős a Google Drive-ért. Továbbra is felügyelte a különböző alkalmazások, például a Gmail és a Google Térképek fejlesztését. 2009. november 19-én Pichai bemutatta a Chrome OS-t; a Chromebookot 2011-ben próbára bocsátották ki, és 2012-ben nyilvánosságra hozták. 2010. május 20-án bejelentette a Google új videókódjának VP8 nyílt forrásait, és bevezette az új videóformátumot, a WebM. 2013. március 13-án Pichai hozzáadta az Android-termékek listájához, amelyeket ő irányít.
2004-ben, ahol a Google kliens szoftverkészleteinek termékmenedzsmentjét és innovációs erőfeszítéseit irányította,