Am 9. Oktober 2006 wurde YouTube vom Suchmaschinenbetreiber Google für umgerechnet 1,31 Milliarden Euro (in Aktien) gekauft. Die Marke YouTube blieb bestehen; der Betrieb mit 67 Mitarbeitern – darunter die Gründer Chad Hurley und Steve Chen – führte die Geschäfte vorerst unabhängig weiter.

2007 führte YouTube einen jährlichen Wettbewerb zur Förderung der Talente auf der Plattform ein. Unter dem Namen „Secret Talents“ (Secret Talents Award) trat man den großen Castingshows mit einem Onlinecasting entgegen. Den Gewinnern wurden Förderungsbudgets und ein professioneller YouTube-Kanal als Preise geboten.

Eine Studie des Marktforschungsinstituts Hitwise von März 2008 ordnete YouTube 73 Prozent aller Besuche von US-Videoportal-Seiten zu.[8] Das eigene Videoangebot der Muttergesellschaft Google kam in dieser Zeit auf 8,4 Prozent.

Am 3. April 2010 wurde ein neues Design eingeführt, welches die Bewertungen, die Nutzer auf ein Video abgeben konnten, wenn das Video Bewertungen unterstützt, von einer Skala von einem bis fünf Sternen durch die bis heute geführten „Gefällt mir“- und „Gefällt mir nicht“-Felder ersetzte. Diese Maßnahme wurde getroffen, da Nutzer davor größtenteils nur fünf oder einen Stern beim Bewerten vergeben haben.

Das Design von YouTube wurde seit dem Beginn der Website schon mehrfach, zumeist aber nur leicht verändert. In der Nacht vom 1. zum 2. Dezember 2011 gab es jedoch eine größere Änderung, und am 7. März 2012 erhielten sämtliche Kanäle auf YouTube ein neues, einheitliches Design.

Im August 2012 wurde YouTube Movies in Deutschland gestartet, nachdem das Angebot schon einige Zeit in den USA verfügbar gewesen war. YouTube Movies ist ein separater Bereich der Plattform, in dem nur professionelle Kinofilme und Dokumentationen angeboten werden, darunter beispielsweise Dune oder Dawn of the Dead.[9]

Ab September 2012 konnten mithilfe von Cookies neue Designs von YouTube aufgerufen werden. Rief man die mobile Website von YouTube beispielsweise mit dem Smartphone auf, so konnte man das neue Design bereits einsehen.

Im Dezember 2012 wurde das Design erneut überarbeitet.

Im Oktober 2013 stellte YouTube ein neues Design vor, das sich am Design von Google+ anlehnt. Seit der Umstellung dürfen nur noch Google+-Mitglieder Videos kommentieren.

Im Dezember 2014 wurde die bis dato maximal speicherbare Anzahl von 2.147.483.647 Aufrufen eines einzelnen Videos überschritten (Gangnam Style von Psy), woraufhin YouTube die Speicherung des Wertes von einer 32-Bit-Ganzzahl auf einen 64-Bit-Wert anpassen musste. Damit ist nun eine maximale Anzahl von 9,23 Trillionen Aufrufen speicherbar.