"California Gurls" tiêu thụ được 294.000 bảng download kỹ thuật số trên mạng trong tuần đầu tiên và đứng vị trí số 1 trên bảng xếp hạng Billboard Digital Songs. Cùng thời điểm đó, bài hát đã nhảy vọt từ hạng 102 đến vị trí á quân trên Billboard Hot 100, trở thành đĩa đơn đầu tiên tăng hạng nhanh nhất của Katy Perry kể từ năm 2008 với đĩa đơn đầu tay của cô có tên I Kissed a Girl. Đến ngày 19 tháng 6 năm 2010, bài hát đã giành vị trí quán quân tại Hoa Kỳ, trở thành ca khúc thứ hai của Katy Perry và thứ ba của Snoop Dogg giành vị trí quán quân ở bảng xếp hạng này [6]. "California Gurls" cũng là bài hát thứ ba của Perry đứng đầu bảng xếp hạng Billboard Pop Songs. Trong thời hạn 7 tuần kể từ khi phát hành, "California Gurls" đã bán được hơn ba triệu lượt tải, đó là tốc độ nhanh thứ hai của một bài hát khi tiêu thụ được hơn hai triệu lượt tải trong lịch sử download kỹ thuật số chỉ sau Flo Rida với đĩa đơn Right Round [7].

Ở những quốc gia khác, "California Gurls" giành vị trí thứ 1 ở Canada và ra mắt trên bảng xếp hạng âm nhạc trong top 20 tại Bỉ (Flanders và Wallonia), New Zealand và Na Uy. Đến ngày 24 tháng 5 năm 2010, "California Gurls" ra mắt trên Australian Singles Chart tại vị trí thứ 3, vài tuần sau đó đã leo lên vị trí đầu bảng tại Úc. Cùng thời gian ấy, ca khúc đã đứng vị trí quán quân tại New Zealand [8] và cũng nhận được chứng nhận đĩa bạch kim từ RIANZ. "California Gurls" lọt vào bảng xếp hạng UK Singles Chart vào ngày 27 tháng 6 năm 2010 tại vị trí # 1, do đó bài hát đã trở thành đĩa đơn quán quân thứ hai của Katy Perry tại Vương Quốc Anh. Ca khúc đã bán được 123.607 bản tại Anh chỉ trong tuần đầu tiên [9] Hai tuần sau đó, bài hát đã tiêu thụ được 216.000 bản.[10]