Fue lanzada el 25 de abril de 2005 por Microsoft, y es una variación del Sistema operativo de 32 bits Windows XP para ordenadores personales basados en la arquitectura x64.
Está basado en Windows Server 2003, la última versión de Microsoft Windows cuando se desarrolló, aunque recibe su nombre del más antiguo Windows XP. Está diseñado para usar los 64 bits de direccionamiento de memoria soportados por las arquitecturas AMD64 del fabricante de microprocesadores AMD, Intel 64 de Intel y otros procesadores de 64 bits futuros. Esto incrementa el máximo de memoria RAM soportada por el sistema, pasando del límite de 3 GBs impuesto por los 32 bits, al límite teórico de 16 EBs (264 bytes) de memoria física. Sin embargo, se encuentra limitado a 128 GBs de memoria física y 16 TBs (244 bytes) de memoria virtual. Microsoft ha declarado que este límite será incrementado conforme evolucionen las capacidades de hardware. En la práctica, las placas base compatibles con procesadores x64 no se acercan siquiera a este límite, ya que las más avanzadas actualmente soportan hasta 16 GBs de memoria. Actualmente, este sistema operativo está a la venta en versión OEM (para ensambladores de equipos). Además, recientemente se ha lanzado una versión de prueba, disponible en la página Web Oficial de Microsoft (en inglés), funcional durante un periodo de 15 días, con la posibilidad de posteriormente comprarlo.
El principal beneficio de migrar a los 64 bits es el incremento en la cantidad máxima de memoria RAM del sistema. Por ejemplo, un solo proceso en un sistema Windows de 32 bits esta limitado a un total de 3.2 GB, el cual es típicamente dividido entre el kernel y la aplicación en uso. Windows XP x64 puede manejar mucho más memoria (en este caso 128 Gb de memoria física y 16 terabytes de memoria virtual).
Los procesadores de 64 bits calculan tareas particulares (como factoriales y figuras largas) dos veces más rápido que en ambientes de 32 bits. Esto da un sentimiento general de grandes posibilidades teóricas que se podrían conseguir en aplicaciones optimizadas para 64 bits.
Windows XP Professional x64 Edition y Windows XP 64-bit Edition Version 2003 son las únicas versiones en incluir Servicios de Información de Internet 6.0 (Internet Information Services 6.0), que concuerdan con la versión incluida en Windows Server 2003; las otras versiones de XP usan la anterior 5.1.
Las versiones de Windows XP x64 son también inmunes a varios tipos de virus de 32 bits, como los rootkits, ya que casi todos sus archivos de sistema son de 64 bits, Sin embargo, Spywares y Malwares pueden afectarlo.
Los registros extras de la arquitectura x86-64 pueden producir un aumento de rendimiento con ciertos tipos de aplicaciones.
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