El 24 de agosto de 2001, Microsoft envió Windows XP a fabricación. El sistema, con nombre en clave Whistler, sustituyó tanto a Windows 2000 para profesionales como a Windows ME para usuarios domésticos, y trasladó por fin a los consumidores a la base de código de Windows NT. Así terminó la línea Windows 9x, de Windows 95 a 98 y Me.

XP introdujo el menú Inicio de dos columnas, una barra de tareas renovada con agrupación por aplicación, nuevos iconos y efectos visuales. Microsoft también invirtió en compatibilidad con aplicaciones antiguas. En el lanzamiento había dos ediciones, Home y Professional. Las actualizaciones desde Windows 98 y ME permitían ambas, mientras que los usuarios de Windows NT 4 y 2000 quedaban limitados a Professional, que añadía soporte de cuentas de dominio y de varios procesadores.

El sistema resultó extraordinariamente resistente. El soporte extendido finalizó el 8 de abril de 2014, más de doce años después del lanzamiento. La variante empotrada Windows Embedded POSReady 2009 tuvo soporte hasta el 9 de abril de 2019. En mayo de 2019 Microsoft incluso publicó un parche extraordinario para XP contra una vulnerabilidad en los Servicios de Escritorio Remoto, y las actualizaciones de seguridad para XP SP3 siguieron apareciendo hasta 2024.

En infraestructuras críticas, XP aguantó mucho tiempo. A finales de 2016, el 90 por ciento de los sistemas del National Health Service británico seguía funcionando con XP. En 2018, el Banco de la Reserva de la India dio a los bancos del país un plazo hasta 2019 para retirar XP de los cajeros automáticos. Un exempleado de Microsoft contó a The Register que parte del sector bancario mundial seguía operando con Windows Server 2003, el hermano servidor de XP.

La venta al por menor llegó en octubre de 2001. Para muchos usuarios, XP y su fondo de pantalla Bliss siguen siendo la cumbre de la familia Windows. Su sucesor, Windows Vista, tuvo una acogida notablemente más fría.