Le 24 août 2001, Microsoft livrait Windows XP à la production. Le système, nom de code Whistler, remplaçait à la fois Windows 2000 pour les professionnels et Windows ME pour les particuliers, et faisait passer le grand public sur la base de code Windows NT. C'était la fin de la lignée Windows 9x, de Windows 95 à 98 puis Me.

XP introduisait le menu Démarrer à deux colonnes, une barre des tâches remaniée avec regroupement par application, de nouvelles icônes et des effets visuels. Microsoft a aussi investi dans la rétrocompatibilité pour les anciennes applications. Au lancement, deux éditions étaient proposées : Home et Professional. Les mises à niveau depuis Windows 98 et ME autorisaient les deux, tandis que les utilisateurs de Windows NT 4 et 2000 étaient limités à Professional, qui ajoutait la prise en charge des comptes de domaine et du multiprocesseur.

Le système s'est révélé remarquablement tenace. Le support étendu a pris fin le 8 avril 2014, plus de douze ans après la sortie. La variante embarquée Windows Embedded POSReady 2009 a été maintenue jusqu'au 9 avril 2019. En mai 2019, Microsoft a même publié un correctif exceptionnel pour XP contre une faille des services Bureau à distance, et des mises à jour de sécurité pour XP SP3 sont apparues jusqu'en 2024.

Dans les infrastructures critiques, XP a résisté longtemps. Fin 2016, 90 pour cent des systèmes du National Health Service britannique tournaient encore sous XP. En 2018, la Reserve Bank of India a imposé aux banques du pays une échéance en 2019 pour retirer XP des distributeurs automatiques. Un ancien employé de Microsoft a indiqué à The Register qu'une partie du secteur bancaire mondial continuait d'utiliser Windows Server 2003, le pendant serveur de XP.

La commercialisation en magasin a suivi en octobre 2001. Pour beaucoup d'utilisateurs, XP et son fond d'écran Bliss restent le sommet de la gamme Windows. Son successeur, Windows Vista, a connu un accueil nettement plus frais.