Năm 1997, một công ty thiết kế phần cứng đồ họa mang tên ArtX ra đời, trong đó có 20 kỹ sư đã từng làm việc tại SGI về thiết kế phần cứng đồ họa của Nintendo 64. Nhóm nghiên cứu được dẫn dắt bởi Dr. Wei Yen, người đứng đầu SGI của Nintendo Operations, bộ phận chịu trách nhiệm về thiết kế cơ bản của Nintendo 64.[7]

Hợp tác với Nintendo vào năm 1998, ArtX bắt đầu hoàn thiện thiết kế hệ thống logic và bộ vi xử lý đồ họa (tên mã là "Flipper")  Tại cuộc họp báo của Nintendo vào tháng 5 năm 1999, máy lần đầu tiên được công bố công khai là "Project Dolphin", kế thừa Nintendo 64.[8][9] Sau đó, Nintendo bắt đầu cung cấp các bộ phát triển cho các nhà làm game. Nintendo cũng thành lập một quan hệ đối tác chiến lược với IBM để sản xuất CPU của Dolphin, có tên mã là "Gekko"

ArtX đã được ATI mua lại vào tháng 4 năm 2000, trong đó bộ xử lý đồ họa Flipper đã được hoàn thành chủ yếu bởi ArtX và không bị ảnh hưởng bởi ATI. Tổng cộng, đồng sáng lập của đội ngũ ArtX Greg Buchner nhớ lại rằng phần thời gian thiết kế phần cứng của bộ điều khiển đã bắt đầu từ năm 1998 và hoàn thành vào năm 2000. Đại diện của ATI phát biểu" ATI giờ đây đã trở thành nhà cung cấp chính cho thị trường game console thông qua Nintendo, nền tảng Dolphin được cho là vua đồ họa và hiệu suất video với kiến trúc 128-bit".[10][11]

Máy công bố tên chính thức là Nintendo GameCube tại một cuộc họp báo ở Nhật Bản vào ngày 24 tháng 8 năm 2000, viết tắt là "NGC" tại Nhật Bản và "GCN" ở Bắc Mỹ. Nintendo đã giới thiệu các phần mềm tại E3 2001, tập trung vào mười lăm trò chơi ra mắt, bao gồm cả Luigi's Mansion và Star Wars Rogue Squadron II: Rogue Leader. Đây cũng máy chơi game đầu tiên trong lịch sử của công ty không đi cùng với trò chơi nền tảng Super Mario khi ra mắt.[12] [13][14][15][16]

[17] Lâu trước khi ra mắt, Nintendo đã phát triển và cấp bằng sáng chế một mẫu thử nghiệm điều khiển chuyển động đầu tiên cho GameCube, nhà phát triển Factor 5 đã thử nghiệm các trò chơi chuẩn bị ra mắt. Một cuộc phỏng vấn trích dẫn Greg Thomas, Sega của VP phát triển của Mỹ nói: "Điều gì làm tôi lo lắng là bộ điều khiển cảm giác của Dolphin [được đồn đại bao gồm micrô và giắc cắm tai nghe] vì có ví dụ về ai đó đang nghĩ về điều gì đó khác". Những khái niệm điều khiển chuyển động sẽ không được triển khai cho người tiêu dùng trong vài năm, cho đến khi Wii Remote xuất hiện.

Trước khi phát hành Nintendo GameCube, Nintendo tập trung nguồn lực vào sự ra mắt của Game Boy Advance, một máy trò chơi cầm tay, kế thừa cho Game Boy và Game Boy Color. Kết quả là, một số trò chơi ban đầu dành cho giao diện điều khiển Nintendo 64 đã bị trì hoãn để trở thành phát hành sớm trên GameCube. Trò chơi cuối cùng trong năm 2001 cho Nintendo 64 được phát hành vào tháng 5, một tháng trước khi ra mắt Game Boy Advance và sáu tháng trước GameCube, nhấn mạnh sự thay đổi của công ty. Đồng thời, Nintendo đã phát triển phần mềm cho GameCube, cung cấp khả năng kết nối giữa nó và Game Boy Advance. Một số trò chơi như Legend of Zelda: Four Swords Adventures và Final Fantasy Crystal Chronicles có thể sử dụng thiết bị cầm tay làm màn hình phụ và bộ điều khiển khi kết nối với bàn điều khiển thông qua cáp liên kết.[18][19]

Nintendo bắt đầu chiến dịch tiếp thị của mình với cụm từ "The Nintendo Difference" tại E3 2001. Mục tiêu là phân biệt chính nó với đối thủ cạnh tranh như một công ty giải trí.[20] Quảng cáo sau đó thúc đẩy khẩu hiệu, "Sinh ra để chơi" và quảng cáo trò chơi điện tử có hình khối vuông biến thành biểu tượng GameCube và kết thúc bằng giọng nói thì thầm "GameCube".[21][22] Vào ngày 21 tháng 5 năm 2001, giá khởi điểm của máy là $ 199 được công bố - thấp hơn 100 đô la so với PlayStation 2 của Sony và Xbox của Microsoft.[23]

The GameCube phát hành ở Japan vào tháng 9, năm 2001.[24] Khoảng 500,000 máy đã được giao cho các nhà bán lẻ.[25] Máy được lên kế hoạch ra mắt hai tháng sau đó ở Bắc Mỹ vào ngày 5 tháng 11 năm 2001, nhưng bị đẩy lùi nhằm tăng số lượng các máy có sẵn.[26] Máy cuối cùng được ra mắt tại Bắc Mỹ vào ngày 18 tháng 11 năm 2001, với hơn 700.000 đơn vị được vận chuyển đến khu vực này.[27] Các khu vực khác theo sau châu Âu trong quý II năm 2002.[28]

Vào ngày 22 tháng 4 năm 2002, nhà phát triển game console thứ ba của Nintendo, Factor 5 đã công bố bộ phát triển phần mềm âm thanh 3D cho các nhà phát triển GameCube, MusyX. Phối hợp với Dolby Laboratories, cung cấp âm thanh vòm dựa trên chuyển động được mã hóa thành Dolby Pro Logic II.[29]