Il vero successo, Microsoft, l’ha ottenuto con la terza versione del suo Windows. Venne rilasciato nel 1990 ed includeva numerose migliorie nelle applicazioni native, la possibilità di utilizzare i vecchi programmi DOS con un miglior multitasking e l’introduzione della memoria virtuale e dei Device Driver Virtuali (VxD) caricabili dinamicamente. Questo fu quello che resero i PC dei validi concorrenti ai Macintosh, ottime prestazioni ad un costo decisamente più basso.
Windows 3 funzionava correttamente in modalità: memoria reale, standard e 386 avanzata. Inoltre, era compatibile con tutti i processori Intel, dai vecchi 8086/8088 ai nuovi 80286/80386. Era stesso il sistema operativo a determinare automaticamente, in fase di avvio, la modalità di esecuzione. Era comunque possibile definirla manualmente tramite riga di comando. L’unico problema era la retrocompatibilità: le applicazioni per funzionare su tutti i tipi di processori dovevano essere compilate a 16bit ma in questo modo non si sfruttavano le vere potenzialità dei processori a 32bit (Intel 80386).
Diversi mesi dopo venne rilasciata una nuova versione del sistema operativo chiamata Windows 3.0 with Multimedia Extensions 1.0. Veniva venduta in kit insieme ad una scheda audio (Sound Blaster Pro di Creative Labs), ad un lettore CD-ROM e al Microsoft Bookshelf (un pacchetto software). Come già accennato precedentemente, il nuovo sistema operativo ebbe un enorme successo grazie anche alle ottime caratteristiche tecniche, al costo ridotto della macchina e al supporto ai vecchi microprocessori.
Solo con questa versione, Microsoft vendette ben dieci milioni di copie in due anni.