Během velké války konzolí, odehrávající se mezi firmami Nintendo a Sega, se přiklonila štěstěna na stranu Nintenda. Sega Saturn, projekt, který měl pomoci firmě Sega získat zpět dominanci na trhu, fatálně neuspěl. Konzole byla příliš složitá, měla devět procesorů a přes řadu zajímavých titulů neuspěla. Sega proto začala spolupracovat s Microsoftem na projektu konzole založené na Windows CE s podstatně jednodušší architekturou s jedním hlavním a jedním grafickým procesorem. A tak v roce 1998 vznikla konzole Sega Dreamcast. Přestože byla oceněná pro svoji pokrokovou architekturu, podporovala online hraní a měla řadu velmi dobrých her, byla jenom relativně úspěšná: Prodalo se necelých 11 milionů konzolí. Slabé výsledky způsobily, že Sega přestala konzole vyrábět a dále se soustředila jen na hry.

V témže roce se inženýři Microsoftu začali zabývat myšlenkou na vlastní herní konzoli. PC se během 90. let etablovalo jako úspěšná herní platforma a smetlo konkurenci jiných domácích počítačů. Designéři se proto rozhodli navrhnout konzoli jako určitou zjednodušenou verzi PC. Plánovali ji vytvořit tak, aby byla jednoduchá pro programátory seznámené s technologiemi Windows a aby mohli využívat vývojové nástroje, se kterými měli zkušenosti. Původní jméno konzole bylo „DirectX Box“, podle herní programátorské technologie DirectX. Toto jméno se časem zkrátilo na „Xbox“.

Xbox byl uveden do prodeje na konci roku 2001. Konzole byla skutečně velká a nepříliš pohledná, ale přinesla spoustu inovací: Výkonný procesor založený na Intel Pentium III, na svou dobu rozsáhlou paměť 64 MB RAM a také zabudovaný harddisk. Konzole dovolovala s volitelným dálkovým ovladačem i přehrávání DVD filmů. Ovladače byly připojeny kabely s rozpadacím elementem, který zabraňoval stržení konzole na zem v případě, že někdo o kabel zakopl. Velmi významné bylo zavedení služby Xbox Live, která dovolovala hraní multiplayerových her a díky zabudovanému harddisku také digitální distribuci herního obsahu.

Přijetí konzole bylo problematické. Řada hráčů považovala Xbox za „převlečené PC“, design byl nevýrazný a skříň konzole opravdu veliká. Evropská verze herního ovladače byla navíc skutečně obří. Původní ovladač se po kritice brzy přestal vyrábět a byl rychle nahrazen menší verzí gamepadu, původně určenou jen pro japonský trh. Microsoft uvedl konzoli kontroverzní reklamou „Život je krátký, hrej víc!“ V této reklamě vyletí z matky v porodním sálu dítě, během letu dospěje, zestárne a nakonec vletí přímo do hrobu. Byla tak provokativní, že ji ve Velké Británii zakázali.

Úspěch první verze Xboxu byl poměrně omezený, prodalo se 24 milionů kusů, což je výrazně méně, než konkurenční Sony PlayStation 2 se 155 miliony kusů. Přesto konzole představovala pro Microsoft úspěch: Podařilo se jim etablovat na americkém a evropském trhu a připravit tak půdu pro následující Xbox 360, který se prodával podstatně lépe.