החברה הייתה מוכרת בתור חברה חדשנית בתחום הטלפונים הניידים עם מצלמה. הנוקיה 3600/3650 הושק ב-2003 והיה טלפון המצלמה הראשון בצפון אמריקה. באפריל 2005, נוקיה התחילה לשתף פעולה עם חברת האופטיקה קארל זייס. באותו חודש, נוקיה הציגה את סדרת ה-N. הנוקיה N95 הושק בספטמבר 2006 והפך להצלחה מסחרית. מכשיר ההמשך, ה-N82, כלל מבזק קסנון. ה-N93 יצא ב-2006 והיא מוכר בזכות צורתו הדומה למצלמת וידאו ואיך שניתן לסובב אותו. ב-2010, לנוקיה היה גם את ה-N8 עם חיישן 12 מגהפיקסל ומאוחר יותר את הלומיה 920 עם טכנולוגיית PureView.
ב-2002, נוקיה ניסתה להיכנס לשוק משחקי המובייל עם מכשיר ה-N-Gage. ראש מחלקת הבידור ומדיה של נוקיה, אילקה ראיסקינן, אמר ש"גיים בוי זה לילדים בני עשר", ושה-N-Gage מתאים לקהל יעד יותר מבוגר. אבל המכשיר כשל ולא הצליח להתחרות בנינטנדו. נוקיה ניסתה להחזיר את N-Gage כפלטפורמה למשחקים במכשירי סדרה 60 ב-2008.
נוקיה התחילה לנסות שירותי טלוויזיה ניידת בשנת 2005 בפינלנד עם תוכני השידור הציבורי של המדינה. השירותים התבססו על סטנדרט DVB-H. ניתן היה לקלוט את השידורים עם הנוקיה 7710 עם תוספת מיוחדת המתחברת למכשיר.
ב-2005, נוקיה פיתחה את Maemo, מערכת הפעלה מבוססת לינוקס אשר הגיעה עם הטאבלט 770.
ב-1 ביוני 2006, יורמה אוליה פרש מתפקיד המנכ"ל ומונה ליושב ראש החברה. במקומו, מונה אולי-פקה קלסוו לתפקיד המנכ"ל.
באוגוסט 2007, נוקיה השיקה את Ovi, שם מטרייה לשירותי האינטרנט החדשים של נוקיה הכללו את פלטפורמת N-Gage וחנות המוזיקה של נוקיה. חנות האפליקציות Ovi ספגה תחרות קשה מצד ה-App Store של אפל כאשר הושקה ב-2008.
באוקטובר 2008, נוקיה השיקה את הנוקיה 5800 XpressMusic, המכשיר הראשון של החברה שהגיע עם גרסתה החמישית של סימביאן סדרה 60 המתמקדת במסכי מגע, הגרסה הראשונה של סימביאן לאחר הרכישה של נוקיה. בנובמבר של אותה שנה, נוקיה הכריזו על הפסקת מכירות טלפונים ניידים ביפן עקב נתח שוק נמוך במדינה. נתח השוק של נוקיה בתחום הטלפונים הניידים הגיע לשיאו ב-2008 כאשר היה לחברה נתח שוק של 38.6 אחוז.
בשנת 2009 שוחרר דגם נוקיה 1280.
2010–2014.
באפריל 2010 נוקיה השיקה את מכשיר ה-N8 אבל המכשיר יצא באיחור של חודשים. איחור זה פגע בתדמיתה של החברה, בעיקר לאחר שה-N97 לא הצליח להתחרות מול האייפון ומכשירי האנדרואיד. ב-10 בספטמבר 2010, פוטר אולי-פקה קלסוו מתפקידו כמנכ"ל והוחלף ידי סטיבן אילופ ממיקרוסופט. אילופ הוא המנכ"ל הראשון של נוקיה שאינו ממוצא פיני.
סימביאן הישנה הפכה לקוד פתוח בפברואר 2010 אך בנובמבר של אותה שנה, נוקיה התחרטה, הפסיקה את הפיתוח של סימביאן והחזירה אותה למודל קוד סגור. באותו הזמן, נוקיה נשארה החברה היחידה שמשתמשת בסימביאן לאחר שסמסונג וסוני אריקסון עברו לאנדרואיד. בינתיים, ב-2010, נוקיה שיתפה פעולה עם אינטל כדי ליצור את MeeGo לאחר מיזוג של Maemo עם Moblin של אינטל.
סימביאן אשר הייתה מערכת ההפעלה המובילה לטלפונים חכמים באירופה ואסיה, הפכה ללא מעודכנת לאחר כניסת אנדרואיד ו-iOS לשוק. כדי להילחם במערכות ההפעלה המתחרות, נוקיה תכננה להפוך את MeeGo למערכת ההפעלה הראשית על הטלפונים החכמים שלה. למרות זאת, נוקיה נטשה את MeeGo ונכנסה לשיתוף פעולה עם מיקרוסופט כדי להשתמש ב-Windows Phone כמערכת הפעלה ראשית במכשיריה ונתנו עדיפות נמוכה יותר לסימביאן. בעוד שה-N9 המריץ את MeeGo זכה לביקורות טובות, מיקרוסופט לחצו על נוקיה להפסיק את הפיתוח של MeeGo ולהתמקד על Windows Phone. לאחר ההכרזה על שיתוף הפעולה עם מיקרוסופט, מכירותיה של נוקיה התחילו לרדת. מכשיר ספינת הדגל הראשון של נוקיה עם Windows Phone הושק בנובמבר 2011 והיה הלומיה 800. מספר המכירות של המכשיר היה דל במיוחד, ומחיר המניה של החברה נפל מתחת לשני דולר. אילופ הכריז על הורדת העלויות לנוקיה על ידי פיטורין של כ-10,000 עובדים וסגירת מפעלה בעיר סאלו. נוסף על כך, ראש ממשלת פינלנד גם הכריז שלא יציל את החברה ממצב חירום.
כאשר הלומיה 920 הוכרז בספטמבר 2012, הוא נחשב למכשיר ה-Windows Phone הראשון שמסוגל לאתגר את מתחריו הודות לתכונותיו. נוקיה גם הרוויחה ממדינות מתפתחות ממכירת מכשירי Asha, אשר מכרו שם טוב. אף על פי שנוקיה חזרה לצבור נתח שוק, זה לא עזר לה לצאת ממצבה הכלכלי הרע. החברה הייתה בהפסדים קשים במשך שנתיים ובספטמבר 2013 הכריזה על מכירת מחלקת הטלפונים הניידים שלה למיקרוסופט. המכירה עזרה לנוקיה עם מצבה הכלכלי וגם למנכ"ל מיקרוסופט סטיב באלמר שרצה שמיקרוספט תייצר יותר חומרה ושתהייה חברה הממוקדת גם במכשירים. הרכישה הושלמה באפריל 2014 עם שינוי שמה של מחלקת הטלפונים הניידים של נוקיה למיקרוסופט מובייל.
ב-2014, ירד שווי המותג של נוקיה למקום 98 במדד, נפילה חדה מהמקום החמישי ב-2009.
ביולי 2013, קנתה נוקיה את חלקה של סימנס בשותפות "Nokia Siemens Networks" תמורת 2.2 מיליארד דולר, ושינתה את שמה ל-"Nokia Networks" לאחר מכן.
2014 - הווה.
לאחר המכירה של מחלקת הטלפונים הניידים, נוקיה התמקדה בציוד תקשורת דרך "Nokia Networks".
באוקטובר 2014, חתמו נוקיה ו-"China Mobile" על עסקה בשווי 970 מיליון דולר לאספקת תשתית בין 2014 ל-2015.
ב-17 בנובמבר 2014 חשף ראש "Nokia Technologies", רמזי חידמוס, את תוכנית החברה לחזור לשוק מוצרי החשמל בתור יצרנית המוכרת עיצובים למותגים אחרים. חידמוס הצהיר שהמותג נוקיה בעל ערך אבל "ערכו יורד וחשוב שנהפוך את המגמה הזאת באופן מיידי." ביום למחרת, נוקיה השיקה את ה-N1, טאבלט המריץ אנדרואיד ומיוצר על ידי פוקסקון, בתור המוצר הראשון לאחר הרכישה של מיקרוסופט. חידמוס הדגיש שמוצרים הנמכרים תחת הסכמי רישיון מותג יהיו באיכות גבוה ויהיו כפופים לסטנדרטים גבוהים ויהיה להם "מראה ותחושה כאילו המוצר של נוקיה." מנכ"ל נוקיה, רג'יב סורי, הצהיר שהחברה מתכננת לחזור לייצר טלפונים ניידים ב-2016, לאחר שייגמר החוזה שלהם עם מיקרוסופט האוסר עליהם לעסוק בתחום.
לפי רוברט מורלינו, דובר "Nokia Technologies", תכננה נוקיה לפעול לפי מודל רישיון המותגים מאשר לשווק ישירות מכשירים ניידים בגלל מכירת מחלקת המובייל מיקרוסופט. החברה עשתה צעדים אגרסיביים על מנת להחיות מחדש את עצמה דרך גיוס מומחים לתוכנה, בדיקת מוצרים חדשים וחיפוש שותפים לעסקים. ב-14 ביולי 2015, אישר מנכ"ל נוקיה, רג'יב סורי שהחברה תחזור לייצר טלפונים ניידים ב-2016.
ב-28 ביולי 2015, השיקה נוקיה את OZO, מצלמת 360 מעלות עם 8 חיישנים ברזולוציית 2K. המחלקה מאחורי המוצר, "Nokia Technologies", טענה ש-OZO תהיה הפלטפורמה הכי מתקדמת לצילום סרטים במציאות מדומה. OZO נחשף במלואו ב-30 בנובמבר 2015 בלוס אנג'לס. ה-OZO, מיועד לשימוש מקצועי, נמכר תמורת 60 אלף דולר אך לפני ההשקה, מחירו עמד על 15 אלף דולר. מחיר OZO כיום עומד על 40 אלף דולר.
ב-14 באפריל 2015, אישרה נוקיה שהיא מנהלת מגעים עם חברת התקשורת הצרפתית אלקטל-לוסנט ומדברת איתה על מיזוג אפשרי. ביום למחרת, נוקיה הכריזה על כך שהיא רוכשת את כל המניות של אלקטל-לוסנט תמורת 15.6 מיליארד אירו. מנכ"ל נוקיה רג'יב סורי הרגיש שהרכישה תיתן לנוקיה יתרון אסטרטגי בפיתוח רשת ה-5G. הרכישה הפכה את נוקיה למתחרה יותר חזקה נגד אריקסון ווואווי, לאחר שנוקיה ואלקטל-לוסנט עקפו אותם בהכנסות. מחזיקי המניות של נוקיה מחזיקים 66.5 אחוז מהחברה הממוזגת בעוד שמחזיקי המניות של אלקטל-לוסנט מחזיקים ב-33.5 אחוזים מהחברה הממוזגת. מעבדות בל נשארים עם אותו מותג ואלקטל-לוסנט עוברים לעבוד תחת המותג נוקיה. לאחר המיזוג, המותג אלקטל שייך לנוקיה ול-TCL יש רישיון להשתמש בו.
ב-3 באוגוסט 2015, נוקיה הכריזה על עסקה למכור את מפות Here לקונסורציום של BMW, דיימלר AG וקבוצת פולקסווגן תמורת 2.8 מיליארד אירו. העסקה נחתמה ב-3 בדצמבר 2015.
ב-26 באפריל 2016, נוקיה הכריזה על רצונה לרכוש את חברת מכשירי בריאות חכמים Whitings תמורת 191 מיליון דולר. החברה התמזגה ליחידת בריאות דיגיטלית ב-"Nokia Technologies".
ב-18 במאי 2016, נמכרה "Microsoft Mobile" ל-"HMD Global", חברה אשר הוקמה על ידי ז'אן-פראנסואה באריל, בכיר בנוקיה לשעבר ו-"FIH Mobile", חברת בת של פוקסקון. כתוצאה מכך, נכנסה נוקיה לעסקה לטווח ארוך על מנת לתת ל-HMD רישיון להשתמש במותג נוקיה בטלפונים וטאבלטים חוץ מיפן וכמה פטנטים תמורת תמלוגים לנוקיה על כל מכשיר שנמכר. HMD הציגו את סמארטפון האנדרואיד Nokia 6 בינואר 2017. בנוסף, הכריזו HMD על יציאת הסמארטפונים Nokia 3 ו-Nokia 5, בנוסף לחידוש למכשיר ה-3310 בקונגרס הטלפונים העולמי. בעוד שלנוקיה אין חלק ב-HMD, מספקת נוקיה משוב על המכשירים לפני השקתם.
ב-28 ביוני 2016, הדגימה נוקיה את רשת ה-5G הראשונה. בפברואר 2017 יצרה נוקיה את החיבור הראשון על רשת ה-5G בעיר אוולו, פינלנד באמצעות סטנדרט ה-5GTF המגובה על ידי Verizon.
ב-5 ביולי 2017, הכריזו נוקיה ושיאומי על הסכם חלוקת פטנטים רב-שנתי.
ב-2017 עלה שווי המותג של נוקיה 147 מקומות, למקום 188, בהשוואה ל-2016 בדירוג "Brand Finance". העלייה נגרמה בזכות מוצרי הבריאות שלה והטלפונים של "HMD Global".
ב-19 בינואר 2018 חתמה נוקיה על עסקה עם "NTT Docomo", המפעילה הסלולרית הגדולה ביותר ביפן כדי לספק תחנות בסיס אלחוטיות לרשת ה-5G במדינה עד 2020.
ב-29 בינואר 2018 הציגה נוקיה את סדרת שבבי ה-5G בשם "ReefShark", התומכים במהירות עד ל-84 ג'יגהביט לשנייה. הסדרה תושק ברבעון השלישי של 2018. השבבים גם משלבים טכנולוגיות בינה מלאכותית של מעבדות בל.