Det efter att en domare i augusti kom fram till att Google, i strid med lagen, har monopoliserat marknaden för sökningar på nätet.
"Spelplanen är inte jämlik på grund av Googles beteende", skriver justitiedepartementet i sin stämningsansökan, enligt CNN.
"Denna lucka måste täppas till och Google måste berövas dessa fördelar".
I sin ansökan till domstolen argumenterar departementet för att en försäljning av Chrome, som används på miljarder enheter över hela världen, kan hjälpa till att förhindra att ett illegalt monopol återkommer.
Dessutom vill departementet bland annat att domstolen ska förbjuda de exklusiva, mångåriga avtal som Google tecknat med bland annat Apple och Samsung som gör Google till standardsökmotorn på deras enheter.
Redan tidigare i veckan rapporterade medier om begäran efter uppgifter från källor, men nu är det alltså officiellt. Om domaren Amit Mehta går med på justitiedepartementets begäran kan det bli det mest ingripande som hänt i techsektorn sedan amerikanska myndigheter försökte bryta upp Microsofts dominans efter millennieskiftet.
Justitiedepartementets inlaga till domstolen innebär att en process drar igång för att samla in fakta, något som väntas ta flera månader. I april nästa år ska en förhandling hållas, med ett slutgiltigt beslut att vänta senare under 2025.