Galaxy Nexus là thiết bị Android đầu tiên được cài đặt Android 4.0.[7] Android 4.0.3, được ra mắt vào ngày 16 tháng 12 năm 2011, cung cấp bản sửa lỗi, API mới cho luông mạng xã hội, và các cải tiến nội bộ khác.[10] Vào cùng ngày, Google bắt đầu phát hành Ice Cream Sandwich cho Nexus S, là thiết bị tiền nhiệm của Galaxy Nexus. Tuy nhiên vào ngày 20 tháng 12 năm 2011, quá trình cập nhật cho Nexus S đã tạm dừng lại để công ty có thể "theo dõi phản hồi" liên quan đến việc cập nhật.[11][12]

Vào ngày 29 tháng 3 năm 2012, Android 4.0.4 được phát hành, hứa hẹn nhiều cải tiến về hiệu suất cho máy ảnh vào xoay màn hình, cùng các sửa lỗi khác.[13]