Xbox One 是微軟於 2013 年 5 月正式發表，同年 11 月 15 日上市的 Xbox 第三代家用主機，接續 Xbox 360 的版圖，以 “All-in-One” 多合一家用娛樂裝置的概念命名。標準配備第二代體感操作裝置 Kinect 2.0，提供精確度大幅提升的動作操作與語音控制功能，玩家可以透過語音與手勢來控制開關機與各種系統服務，還具備 HDMI 輸入端子，能與既有的機上盒串流，整合電視娛樂功能，玩家不需要切換電視的輸入訊號，就可以直接透過 Xbox One 的語音控制來即時切換觀看電視，或是遊玩遊戲、聆聽音樂、欣賞電影、瀏覽網路等。還整合 Skype 線上語音交談功能，玩家隨時都可以透過語音控制即時呼叫 Skype 功能進行多方視訊交談。
Xbox One 回歸初代 Xbox 主機所採用的 x86 PC 架構設計，使用由 AMD 所提供、整合 “Jaguar” 微架構 x86-64 八核心 CPU 與 GCN 架構 Radeon GPU 的加速處理器（APU），以 32MB 晶片內嵌高速記憶體搭配 8GB DDR3 主記憶體的混合記憶體架構。圖形處理效能達 1.31TFLOPS，大幅超越前代 Xbox 360 主機。
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Xbox One 於 2013 年 5 月初次發表時，由於偏重在宣傳融合電視節目等多樣化家庭娛樂功能，因而招來偏離遊戲主機核心訴求的批評。後續於同年 6 月 E3 展發表會上公布上市日期與價格時，又因為將 Kinect 2.0 感測器列為隨附標準配備，使得定價較競爭產品 PS4 高出 100 美元。原先計畫採取的遊戲數位版權進階管理機制又招來外界疑慮，被競爭對手抓住痛點加以擴大。種種因素使得 Xbox One 在上市宣傳戰屈居劣勢。
2014 年 5 月微軟調整產品策略，一改先前將 Kinect 2.0 感測器視為 Xbox One 系統不可分割之一部份的訴求，推出不包含 Kinect 2.0 感測器的單機版包裝，以便宜 100 美元的 399 美元價格投入市場，消弭了與競爭產品 PS4 的價差。在 2014 年 9 月第二波上市的帶動下，2014 年 11 月出貨量正式突破 1000 萬台。自此之後微軟就開始淡化 Xbox One 體感操作的訴求，並於 2017 年 10 月全面停產新舊兩款 Kinect 感測器。
2016 年 8 月微軟推出了 Xbox One 的輕量化改版機種「Xbox One S」，搭載 UHD BD 光碟機，支援 4K 影音播放。2017 年 11 月接著推出圖形處理效能大幅提升 3.5 倍的中間世代強化版機種「Xbox One X」。2019 年 4 月配合 Xbox Game Pass 遊戲訂閱服務推出了無光碟機的「Xbox One S 全數位版」。
Xbox One S
Xbox One X
雖然自 2014 年之後微軟就不再定期公布 Xbox One 主機的銷售量，不過在 2023 年 6 月巴西 BIG Festival 電玩展的舞台活動上，微軟曾透露 Xbox Series X|S 主機的銷售超過 2100 萬台，而 Xbox One 與 Xbox Series X|S 主機的合併銷售量則超過 7900 萬台。由於 Xbox One 已經於 2020 年底全面停產，由此可以確認 Xbox One 主機的最終銷售量應該落在 5800 萬台左右，大約是競爭對手 PS4 主機的一半（1 億 1720 萬台）。
原本 Xbox One 並不提供向下相容前一代 Xbox 360 遊戲軟體的功能，不過微軟後續順應廣大玩家需求，於 2015 年 11 月透過軟體模擬技術實現了有限度的 Xbox 360 遊戲軟體向下相容功能，並透過持續的更新擴大支援範圍，後續還把初代 Xbox 遊戲軟體也納入。部分遊戲甚至能透過軟體模擬技術提升畫質與流暢度。
2020 年 11 月接棒的 Xbox Series X|S 主機則是從硬體層面完全向下相容 Xbox One 主機，因此也繼承了 Xbox One 的向下相容功能，可以暢玩 Xbox、Xbox 360、Xbox One 在內橫跨四代平台共數千款遊戲。
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