Cuando el desarrollo comenzó en noviembre de 1988, Windows NT (usando modo alterado) fue conocido como OS/2 3.0, la tercera versión del sistema operativo desarrollado en conjunto entre Microsoft e IBM. Adicionalmente al trabajo de las tres versiones de OS/2, Microsoft continuó desarrollando paralelamente un ambiente Windows basado en DOS y con menos demanda de recursos (usando modo real). Cuando Windows 3.0 fue liberado en Mayo de 1990, fue tan exitoso que Microsoft decidió cambiar la API por la todavía no liberada NT OS/2 (como era conocida) de una API de OS/2 a una API extendida de Windows. Esta decisión causó tensión entre Microsoft e IBM, y la colaboración se vino abajo. IBM continuó el desarrollo de OS/2 por su cuenta, mientras Microsoft continuó trabajando en el recién nombrado Windows NT.

Microsoft contrató a un grupo de desarrolladores de Digital Equipment Corporation liderados por Dave Cutler para construir Windows NT, y muchos elementos que reflejan la experiencia de DEC con los VMS y RSX-11. El SO fue diseñado para correr en múltiples arquitecturas, con el núcleo separado del hardware por una capa de abstracción de hardware. Las APIs fueron implementadas como subsistemas por encima de la indocumentada API Nativa; esto permitió la futura adopción de la Windows API. Originalmente un micronúcleo fue diseñado, subsecuentes liberaciones han integrado más funciones para mejorar el rendimiento del núcleo. Windows NT fue el primer sistema operativo en usar Unicode internamente.

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