Windows 3.0是微软于1990年5月22日发布的个人电脑操作系统，后又于1991年10月发布了Windows 3.0的多语版本，为Windows在非英语母语国家的推广起到了作用。

Windows 3.0具备模拟32位操作系统的功能，图片显示效果有长进，对当时先进的386处理器有良好的支持。提供了对虚拟设备驱动（VxDs）的支持，改善了系统的可扩展性。用户界面和运行环境得到了改进，系统开始支持16位色，dos的文件管理程序被基于ICON的程序管理器以及基于列表的文件管理器所取代。简化了程序的启动，打印管理器也诞生了，控制面板成为系统设置的核心。开发了软件 Development Kit（SDK）来帮助硬件厂商开发驱动程序，使操作系统能与硬件完美结合。

微软的Windows系列操作平台的Windows 3.x家族发行于1990年到1994年间，其中的3.0版是第一个在世界上获得成功的版本，使得微软的操作系统可以和苹果公司的麦金塔以及在图形化界面的Commodore的Amiga竞争。Windows 3.x基于MS-DOS操作系统。

MS-DOS的文件管理程序被基于ICON的程序管理程序（Icon-Based Program Manager）以及基于列表的文件管理程序（List-Based File Manager，Winfile）取代，由此简化了程序的启动。控制面板作为系统设置的中心，包括了诸如界面颜色主题的有限控制功能。一些捆绑的应用程序也包括在Windows内，例如“写字板”、“计算器”等。

1992年4月，Windows 3.1发布，在最初发布的2个月内，销售量就超过了一百万份，至此微软的资本积累和研究开发进入良性循环。这个系统既包含了对用户界面的重要改善也包含了对80286和80386对内存管理技术的改进。为命令行式操作系统编写的MS-DOS下的程序可以在窗口中运行，使得程序可以在多任务基础上可以使用，虽然这个版本只是为家庭用户设计的，很多游戏和娱乐程序仍然要求DOS存取。

Windows 3.x系列是Windows在桌面PC市场开疆扩土的头号功臣，20世纪90年代微软的飞黄腾达完全仰仗Windows 3.x的汗马功劳。 Windows 3.0比起Windows 2.0有很多改善，不过仍然缺乏多媒体功能和网络功能，推出后不久就被接踵而至的Windows 3.1取代。

Windows 3.x具备了模拟32位操作系统的功能，图片显示效果大有长进，对当时最先进的386处理器有良好的支持。这个系统还提供了对虚拟设备驱动（VxDs）的支持，极大改善了系统的可扩展性，计算机用户再不必在购买Windows 3.x时煞费苦心地查证自己的硬件是否可以被系统支持了，因为他完全可以另外安装一个驱动程序。

为了帮助硬件厂商开发驱动程序，同时方便其他软件公司设计Windows中的应用程序，微软发布了软件 Development Kit （SDK），这个惯例一直延续至今。在这方面，微软想必深谙“与人方便、与己方便”的道理，与苹果公司特立独行的风格形成鲜明对照。

Windows 3.x使用了一组新的ICON，这让他的面貌得到很大改观，再也不是一幅灰头土脸的样子了。不过这并不是微软的独创，而是模仿了苹果公司麦金塔的设计。直到今天苹果电脑OS X操作系统的图标设计仍然是图形计算机中的上上之品。

Windows 3.x的最后一个版本是1994年发布的Windows 3.2，该版本只有简体中文版一种。一年之后Windows 95发布，Windows 3.x也随之被Windows 95/98所取代，但正是Windows 3.x在图形界面上的完美过渡，使得微软自此走上了桌面操作系统的王者之路。

1990年5月22日，微软宣布推出Windows 3.0操作系统，并在年底创下销售100万套的纪录。当时的Windows 3.0操作系统由于提供了对多媒体，网络等众多最先进技术的支持，从而被称为软件技术的一场革命。这也是微软首次对Windows操作系统作出了重大的变革，也正是这次技术上的更新，为五年之后的Windows 95打下了技术的基础。