Android 3.0（蜂巢 Honeyb）软件开发包正式发布，该版本基于基于Linux 2.6.36内核，是第一个Android平板操作系统。
全球第一个使用该版本操作系统的设备是摩托罗拉公司于2011年2月24日发布的Motorola Xoom平板电脑。
主要更新如下：主要更新如下： 仅供平板电脑使用 Google eBooks上提供数百万本书 支持平板电脑大萤幕、高分辨率 新版Gmail Google Talk视讯功能 3D加速处理 网页版Market（Web store）详细分类显示，依个人Android分别设定安装应用程序。
新的短消息通知功能 专为平板电脑设计的用户界面（重新设计的通知列与系统列） 加强多任务处理的界面 重新设计适用大屏幕的键盘及复制粘贴功能 多个标签的浏览器以及私密浏览模式 快速切换各种功能的相机 增强的图库与快速滚动的联系人界面 更有效率的Email界面 支持多核心处理器 3.2版优化了7吋平板显示 Android 3.1 Android 3.1软件开发包于2011年5月10日正式发布。
主要更新如下： 用户界面的改进 连接USB配件 扩大最近的应用程序列表 可调整大小的主屏幕小部件 支持外部键盘和鼠标等设备 支持操纵杆和游戏控制器 FLAC音频播放支持 高性能的WiFi锁，维护高性能WiFi连接设备屏幕关闭时。
支持HTTP代理为每个连接的WiFi接入点 Android 3.2 Android 3.2软件开发包于2011年7月15日正式发布。
全球第一台使用该版本操作系统的设备是中国 华为公司制造生产的MediaPad平板电脑。
主要更新如下： 改进的硬件支持，包括为更广泛的芯片，并且进行优化。
增强应用程序访问SD卡上文件的能力，提供同步功能。
增加应用程序兼容性功能，用户可以通过使用兼容性功能适配更多应用程序。
新的显示支持功能，为开发人员提供更多的显示外观在不同的Android设备的控制。
Android 3.2.1 Android 3.2.1更新包于2011年9月20日正式发布，包含以下更新： 修复存在的Bug和安全性问题，增强系统稳定性和WiFi的性能 升级自带的Android Market 升级自带的Google Books 提升浏览器对Adobe Flash的支持 增强对简体中文、繁体中文的手写功能 Android 3.2.2 Android 3.2.2更新包于2011年8月30日正式发布，该版本修复了在摩托罗拉Xoom 4G上存在的Bug和性能方面的提升。
Android 4.0 Ice Cream Sandwich Android 4.0（Ice Cream Sandwich 雪糕三明治）于2011年4月在 Google I/O大会上首次被宣布，并且于2011年10月19日正式发布Android 4.0“雪糕三明治”操作系统和搭载Android 4.0的 Galaxy Nexus智能手机。
Android 4.0.1的软件开发包于2011年10月19日正式发布。
Google公司的发言人加布·科恩（Gabe Cohen）指出，Android 4.0“理论上”与任何一个当前市面上搭载了Android 2.3.x 版本的设备兼容。
关于Android 4.0的 源代码已于2011年11月14日正式公布。
该版本的主要更新内容如下： 统一了手机和平板电脑使用的系统，应用会自动根据设备选择最佳显示方式。
提升硬件的性能以及系统的优化，提升系统流畅度。
支持在系统中使用虚拟按键，该功能可以取代物理按键。
界面以新的标签页形式展示，并且将应用程序和其他内容的图标分类。
更方便地在主界面创建文件夹，并且使用“一拖”、“一放”的操作方式。
一个定制的启动器 改进的可视化语音邮件的能力，加快或减慢语音邮件。
在日历中也可以使用多点触控，进行缩放和拖拽操作。
Gmail离线搜索，两行预览，和新的任务栏。
与其他第三方微博、博客类应用程序的无缝连接，实时更新的内容会被展示在主界面上。
Gmail支持缩放操作，支持左拉、右拉进行查看。
增加截图功能（可以同时按住电源键和音量向下键进行截图操作）。
改进虚拟键盘可以产生的误操作 在锁屏状态下也可以对用户设置的某些应用程序进行操作 改进的复制、粘贴功能 更好的语音集成，实时录音，文本听写等语音功能。
脸部识别进行锁屏，可以通过脸部识别进行锁屏。
新标签页模式的网页浏览器，支持最大同时打开16个标签页。
自动同步用户手机中的网页书签，可以在桌面版Chrome和其他Android设备中进行同步。
全新的现代化Roboto字体 内置流量监控功能，用户可以对流量进行设置，超出设置流量时，手机会自动关闭上网功能，并且可以随时查看已使用和未使用的流量，并且以报表的形式展现出来以帮助用户了解使用情况。
能够随时关闭正在使用的应用程序 提升自带的相机功能 内置图片处理软件 新的图库软件 与其他第三方应用程序进行无缝衔接，用户可以在任何界面看到自己需要的消息和图像。
新的启动画面，主画面右下角类似Tray的图标，内有多个程序可运行。
Google Search Bar会设置在最上方 Apps/Widgets会类似Honeyb模样 增加支持硬件加速的功能 Wi-Fi直连功能 支持1080p视频播放和录制 Android 4.0.1 修复Android 4.0中的Bug。
Android 4.0.2 Android 4.0.2更新包于2011年11月28日正式发布，该更新包修复了存在于Verizon版本Galaxy Nexus中的Bug。
Android 4.0.3 Android 4.0.3更新包于2011年12月16日发布，包括修复Bug和系统的优化，并且针对图形、数据库、拼写检查、蓝牙功能和其他功能的改进。
公布了新的API，包括联系人API，日历增强，新的摄像头应用程序，提高视频稳定和QVGA分辨率和辅助功能的改进，如屏幕的改进等。
Android 4.0.4 Android 4.0.4更新包于2012年2月6日发布，主要更新如下： 更快的运行性能 Android操作系统的漏洞（电池问题）修复 3G/4G切换改进 信号强度增强 新的Power菜单（与之前的4.0.2不同，接近4.0.3） 更快速启动 自动亮度调节功能改动，有了平滑的过渡。
重新调整了相机的Holding down按钮 多点触控的问题解决 自动旋转更迅速 浏览器的性能显著提高 最近应用程序列表打开更快速 相机UI的变化 音量增大 键盘问题修复 更新新闻及天气应用程序的UI 浏览器中的快速控制改进 Android 4.1（Jelly Bean“果冻豆”）更新包于2012年6月28日在Google I/O大会上随搭载Android 4.1的Nexus 7平板电脑一起发布，可能的更新如下： 基于Android 4.0改善 “黄油”性能（Project Butter），意思是可以让Jelly Bean的体验像“黄油般顺滑”（锁定提升用户页面的速度与流畅性）。
“Google Now”可在Google日历内加入活动举办时间、地点，系统就会在判断当地路况后，提前在“适当的出门时间给予通知”，协助用户在准时时间抵达。
新增脱机语音输入 通知中心显示更多消息 更多的平板优化（主要针对小尺寸平板） 强化Voice Search语音搜索，与S Voice类近，相当于Apple Siri。
Google Play 增加电视视频与电影的购买 提升反应速度 强化默认键盘 大幅改变用户界面设计 更多的Google云集成 恶意软件的保护措施，强化ASLR Google Play 采用智能升级，更新应用只会下载有改变的部分以节约时间、流量、电量，平均只需下载原APK文件的三分之一。
不会内置Flash Player，并且Adobe声明停止开发，但可自行安装APK。
Android 4.1.1 Android 4.1.1更新包于2012年7月23日发布，主要是修复Nexus 7的Bug。
Android 4.1.2 Android 4.1.2更新包于2012年10月9日发布，主要更新如下： 加入主画面的旋转功能 一些错误修正 提升性能及稳定性 单手指开合通知中心消息 Android 4.2 Google原本预计于2012年10月29日于纽约发布Android 4.2，但因为飓风桑迪吹袭被取消，而改以新闻稿发布，以“一种新口味的果冻豆”（A new flavor of Jelly Bean）作口号。
首款搭载Android 4.2的手机LG Nexus 4及平板电脑Nexus 10于2012年11月23日上市。
主要更新如下： PhotoSphere 360°全景拍摄 手势输入键盘 改进锁屏：支持Widget，可于屏幕锁定界面直接打开相机功能。
Daydream屏幕保护程序功能 可直接进行操作的状态通知列功能 支持多重账户（仅适用于平板电脑） Miracast无线显示分享功能 连点三次可放大整个显示页及两指旋转和缩放 增加为盲人用户设计的语音输出及手势模式导航功能 内置时钟新增世界时钟，秒表和定时器 Google Now新增以Gmail登录信息作为数据源 Google Now新增航班追踪功能、酒店、餐厅预订，与音乐和电影推荐功能。
Gmail邮件可缩放显示 Android 4.2.1 修复Android 4.2中的Bug。
Android 4.2.2 Android 4.2.2更新包于2013年2月11日发布，主要更新如下： 性能及稳定性的提升 一些错误修正 改善蓝牙A2DP流问题 Google Play在下载内容时会显示剩余的时间 在快速设置中长按WiFi和蓝牙图标可切换开关 当设备电量低于95%并开始无线充电时会发出提示音 在USB Debug加入白名单功能 优化电池耗电量，增加续航时间。
Android 4.3 2013年7月24日与Nexus 7平板二代同步发表，主要更新如下： 支持多用户登录，支持一台终端设备上有多个登录帐号。
“蓝牙低功耗”功能，开启蓝牙后，耗电量相比之前大幅降低。
支持更多缓冲器对象 新版OpenGL ES 3.0着色语言，支持32 位整数和浮点数据类型以及操作。
增加多个纹理的支持，包括浮点纹理、深度纹理、顶点纹理等等。
多重渲染目标（Multiple Render Targets），让GPU一次性渲染多个纹理。
多重采样抗锯齿（MSAA Render To Texture），让3D物体的边缘不出现毛刺，可提升图像效果。
使用统一的纹理压缩格式ETC 增加TRIM指令，使得内置存储（Internal Storage）不会越用越慢。
新增App Opt功能（默认隐藏），允许用户强行解除已安装应用的特定权限。
Android 4.3.1 2013年10月5日发布，改进系统性能和稳定性。
开发代号：Android L
2014年6月25日于Google I/O 2014大会上发布Developer版（Android L），之后在2014年10月15日正式发布且名称定为Lollipop“棒棒糖”。
采用全新Material Design界面 支持64位处理器 全面由Dalvik转用ART(Android Runtime)编译，性能可提升四倍 改良的通知界面及新增优先模式 预载省电及充电预测功能 新增自动内容加密功能 新增多人设备分享功能，可在其他设备登录自己账号，并获取用户的联系人、日历等Google云数据 强化网络及传输连接性，包括Wi-Fi、蓝牙及NFC 强化多媒体功能，例如支持RAW格式拍摄 强化“OK Google”功能 改善Android TV的支持 提供低视力的设置，以协助色弱人士 改善Google Now功能 Android的下一个版本，即盛传已久的Android M很可能会在Google I/O大会上被正式发布。
一个在业内已经被热议的议题是：Android M“为工作升级而生”（Android for Work Update）。
有业内人士解释道：“Android M将把Android的强大功能拓展至任何你所能看到的工作领域。
”“
根据Android系统以往的惯例，每一代新系统往往会根据其字母代号，对应一个关于零食的全名。
如去年在Google I/O大会上发布的Android L，其代号“L”一开始还只是Google为开发者称呼方便而准备的一个代号，但后来逐步演变成了“Lollipop”（棒棒糖Android 5.0）。
所以，按照这种命名的传统，Android [字母]这种新模式也将意味着，一款新口味Android“零食”即将出现。
主要新功能如下：
● 应用权限管理
● SD卡可能和内置存储“合并”
● Android Pay
● 原生指纹识别认证
● 自动应用数据备份
● App Links（尽量减少诸如“你想要使用什么来打开这个？”的提醒）
● 打盹和应用待机功能
● 多窗口（隐藏技能，未来不确定）
●主题支持（隐藏技能，未来不确定）
● Dark主题（已经被移除，未来不确定）
● 可定制的Quick Toggles和其他UI调整
● 可视化的语音邮件支持
● 重新设计的时钟插件和音乐识别插件
● 在设置中新出现的全新“Memory”选项条目（早期版本出现，不过后来被隐藏）
● 在完成截图之后可以通过通知中心直接删除截图
● Google Now Launcher支持横屏模式
● 带滚动条和垂直滚动条支持的全新应用和窗口小部件抽屉
● 内置的文件管理器能够获得功能方面的明显升级
● 支持原生点击唤醒功能
● 可以选择“heads up”或者“peeking” 通知
● 原生4K输出支持
● 严格的APK安装文件验证
● 支持MIDI
● USB Type-C端口支持
● 全新的启动动画
● 引入“语音交互”API在应用中提供更好的语音支持
● 可通过语音命令切换到省电模式
● 可以通过蓝牙键盘快捷方式来撤销和重做文本
● 在联系人应用中能够对已经添加的联系人进行合并、删除或者分享功能。
● 会有针对文本选择的浮动工具栏出现，以便于更快的选择文本
● 默认应用的UI
● 允许通过分享菜单直接分享给联系人好友
● 更细化的应用程序信息
● 原生蓝牙手写笔支持
● 分屏键盘
● 移动的收音机
● Mobile Radio Active服务电池续航BUG将会被修复
● 除重复来电之外优化勿扰模式
● 蓝牙扫描来改善定位精准度
● 原生Flashlight API
● 更容易访问控制多个声音空控制（ *** 、多媒体和闹钟）
● 更平滑的声音滑块