ピチャイは,2004年にGoogleに加入し,Googleのクライアントソフトウェア製品であるGoogle ChromeとChrome OSの製品管理とイノベーションの取り組みを主導し,Googleドライブを主に担当した.その後,GmailやGoogle Mapsなどのさまざまなアプリケーションの開発を監督した. 2009年11月19日,ピチャイはChrome OSのデモンストレーションを行った.Chromebookは2011年に試用およびテストのためにリリースされ,2012年に一般公開された. 2010年5月20日,彼はGoogleによる新しいビデオコードVP8のオープンソース化を発表し,新しいビデオフォーマットであるWebMを導入した. 2013年3月13日,ピチャイはGoogleの製品リストにAndroidを追加した. Androidはアンディ・インによって管理された. ピチャイはGoogleのクライアントソフトウェア製品,Google ChromeとChrome OSの製品管理とイノベーションの取り組みを主導し,Googleのクライアントソフトウェア製品,Google ChromeとGoogle Mapsなどのさまざまなアプリケーションの開発を監督した. ピチャイは2015年8月10日,GoogleのCEOとして任命され,Googleの製品とGoogleのCEOとして女性を代表する立場に選ばれると主張した. ピチャイは2015年8月10日に
2004年,彼はグーグルのクライアントソフトウェア製品のスイートのための製品管理とイノベーションの取り組みを率いた.