Windows 3.0是微软于1990年5月22日发布的基于MS-DOS的图形化电脑操作系统。由于在界面、人性化、内存管理多方面的巨大改进，终于获得用户的认同。之后微软公司趁热打铁，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重大作用。

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电脑公司的麦金塔电脑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。3.0版发行于1990年5月22日，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。

MS-DOS的文件管理程序被基于图标的程序管理程序（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，至此微软公司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Software Development Kit （SDK），这个惯例一直延续。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使用了一组新的图标，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Macintosh的设计。

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。

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。

1990年5月22日，微软正式发布Windows3.0操作系统，并在年底创下销售100万套的纪录。当时的Windows3.0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，为之后的Windows 95打下了技术的基础。