Por tu descripción, parece que el problema puede deberse a las aplicaciones integradas. Las aplicaciones integradas (que vienen con el teléfono) no ocupan espacio de almacenamiento, porque no viven en la partición de datos (donde se almacenan las aplicaciones y los datos), sino en la partición del sistema. Sin embargo, no se pueden actualizar en la partición del sistema, porque es de sólo lectura. La actualización de una aplicación integrada se realiza instalando la nueva versión en la partición de datos e ignorando la versión antigua. El efecto de esto es que todo el tamaño de la aplicación ocupa la partición de datos. Las actualizaciones posteriores no siguen ocupando más espacio: una vez que la aplicación está en la partición de datos, el paquete simplemente se sustituye por versiones más nuevas de la forma habitual.
Por ejemplo, digamos que la aplicación de YouTube tiene 17 MB. Cuando viene con el teléfono, no ocupa espacio en la partición de datos. Ocupa 17 MB en la partición del sistema, pero como no puedes usar esa partición para nada más, eso no importa. Ahora actualizas YouTube desde Google Play. La nueva versión ocupa 17 MB en la partición de datos, como si no fuera una aplicación integrada. La versión antigua sigue en la partición del sistema, inactiva, pero sigue sin importar.
Si se actualizaran muchas aplicaciones integradas a la vez, el efecto sería mucho mayor.
Esto sólo se aplica a la aplicación en sí (el archivo APK), no a sus datos y caché, que siempre se almacenan en la partición de datos.
Salvo en el caso de aplicaciones de sistema como ésta, dos versiones de la misma aplicación (identificadas por su nombre del paquete ) no pueden coexistir en el mismo dispositivo. La instalación de una versión más reciente siempre elimina la versión anterior.
En un dispositivo rooteado, o si instalas una ROM personalizada, puedes hacer que la partición del sistema sea escribible y actualizar las aplicaciones integradas directamente en la partición del sistema, de modo que no ocupen espacio en la partición de datos. Sin embargo, esto es bastante arriesgado: es fácil cambiar accidentalmente archivos que no deberías cambiar, y perder todos tus datos o dejar el teléfono inutilizable. Hay una razón por la que la partición del sistema es normalmente de sólo lectura.