“我就搞不懂，手机为什么能卖那么贵。电脑行业10-15%的毛利已经很好了……他也是门外汉，但是乱拳打死老师傅……我对移动互联网已经通透了，iPhone使我对做手机有了浓厚的兴趣。这种软件、硬件和互联网结合的趋势让我开始琢磨怎么做手机。”
雷军研究了移动互联网和手机行业，并总结出了六大趋势，在后来很长一段时间里都当作创业教材反复宣讲：手机电脑化、手机互联网化、手机公司全能化、颠覆性设计、要做能打电话的手机、手机要做出爱恨情仇。
他决定要打破手机硬件行业的游戏规则，用互联网的方式做研发，培养粉丝，塑造品牌形象;手机销售不走线下，在网上销售;在商业模式上，不以手机盈利，把手机变成渠道。
2020年6月1日，小米科技启动了第一个真正战略意义上的项目：MIUI操作系统。和传统研发不同，MIUI被雷军要求是个“活的系统”，它的开发和发布走互联网路线，与第三方民间团队合作，每周快速更新版本，积累大量的论坛粉丝。
负责MIUI的产品界面和人机交互设计的黎万强称：“我第一次感受到互联网开发模式的魔力。”
2011年8月16日，雷军站上798的舞台，发布了代号为“米格机”的第一代小米手机。这台外观朴素的手机，定价1999元人民币，雷军穿着凡客的黑色T恤和牛仔裤，意在向乔布斯致敬。
2014年，对小米和雷军来说都是重要的一年：小米估值达到450亿美元，小米MIX正式立项，手机全年出货超过6000万;第三季度，小米问鼎中国第一和全球第三的位置。而在2014年年末，央视的第十四届经济年度人物颁奖仪式上，董明珠和雷军立了个十亿赌局，再度免费“炒”了一波热度。
但顺风顺水的小米很快就遭到了挫折。华为手机的横空出世、供应链问题导致缺货，让公司遭遇了罕见的低潮。发布小米MAX和小米手环2的5天后，手机部负责人被调离，雷军接管手机部门，亲自抓供应链。
此前，小米手机部按ID、结构、基带和关键器件几个部门，产品规划完之后，各部门分头执行。雷军把把原有的项目组结构调整成产品、研发、供应链和质量四大模块，打破部门之间的阻碍。
内部组织结构的优化、供应链的成本降低、小米之家的线下布局，让雷军借助2016年的2016年10月发布的小米MIX重新回到了公众视野中。
2018年4月，雷军主持了小米手机6X的发布会，宣布了小米5%的利润红线。同年，小米向港交所递表，净利率不超过5%以董事会决议的形式，写在了招股书里。
在小米MIX手机行将发布之际，行业分析师孙昌旭曾花了几个小时劝说雷军，希望他能制定一个相对高一些的价格，以匹配这样一款带有突破性技术的手机，雷军回复说，“小米要与用户站在一起。”
关于小米的成功经验，雷军曾在采访中表示，自己在金山的时候是“改变潮水的方向”，是逆流而上，别人做盗版、他做正版，别人搞代理、他做自研。到小米“学乖了”，要顺势而为。
2021年，是小米的第11年。根据小米发布的2020年报，2020年小米实现营收2459亿元，同比增长19.4%;经调整净利润达130亿元，同比增长12.8%。2020年境外市场的营收贡献占比已达一半，成为一家真正的全球化公司。
据Canalys等第三方研究机构报告，小米手机2021第二季度出货量达5310万，同比增长86.6%，以17%的份额超越苹果，首次排名全球第二。
在8月10日雷军的年度演讲中，雷军回顾了自己与小米十多年的经历，并与台下观众分享了很多秘密。
在提到重回金山时，雷军表示，当时自己正在开发小米手机第一代，非常忙，但与老朋友的情谊却让他无法拒绝：“说实话，一方面小米手机发布在即，理智告诉我千万不要感情用事，小米只有全力以赴专心才能干好。但另外一方面，两位大哥20多年的情谊，金山四五千个兄弟的前途让我扔下不管，我也于心不忍。在那段时间里面我特别的痛苦痛苦了很长时间，我们小米的几位联合创始人忍不住劝我，与其这么痛苦还不如直接就接了，天大的事情我们大家一起扛。”