Das Pixel 6 nutzt ein 6,4 Zoll großes (AM)OLED-Display mit einer Auflösung von 2.400 x 1.080 Pixeln (Full HD) und einer daraus resultierenden Pixeldichte von 411 ppi. Die Bildwiederholfrequenz liegt bei 90 Hz. außerdem unterstützt es HDR10+ und Always-on. Geschützt wird das Display durch Corning Gorilla Glass Victus.