Video được đạo diễn bởi Mathew Cullen [2] và Will Cotton [3]. Video được công chiếu vào ngày 15 tháng 6 năm 2010 và bắt đầu được bấm máy vào ngày 14 tháng 5 năm 2010 [4][5]. Trong video, nền phong cảnh chính đều được làm bằng bánh và kẹo và được lấy ý tưởng từ hai bộ phim nổi tiếng là Alice in Wonderland và Charlie and The Chocolate Factory, Katy Perry đã mang tới cho người xem những hình ảnh rực rỡ sinh động. Cảnh quay gợi cảm nhất là khi Katy Perry khỏa thân nằm trên một đám mây màu hồng và cảnh quay ấn tượng nhất là khi cô xuất hiện trong bộ bikini bé xíu màu đỏ rồi phun kem ra từ ngực. Hình ảnh này của Katy đã bị cư dân mạng so sánh với hình ảnh nữ ca sĩ Lady Gaga với chiếc áo ngực phun lửa trong một vài màn biểu diễn trước đây.

Giai điệu lôi cuốn và video clip rực rỡ đã biến "California Gurls" trở thành một trong những ca khúc "nóng" nhất của hè năm nay. Sau 4 tuần kể từ ngày lên kệ, đĩa đơn California Gurls của Katy Perry đã giật No.1 bảng xếp hạng Billboard Hot 100. Ca khúc này cũng vững vàng ở vị trí quán quân của bảng xếp hạng "Digital Songs" 3 tuần liên tiếp.