基于Windows CE內(nèi)核，采用了一種稱為Metro的用戶界面(UI)，并將微軟旗下的Xbox Live游戲、Xbox Music音樂與獨(dú)特的視頻體驗(yàn)集成至手機(jī)中。2011年2月，諾基亞與微軟達(dá)成全球戰(zhàn)略同盟并深度合作共同研發(fā)該系統(tǒng)。2011年9月27日，微軟發(fā)布升級(jí)版Windows Phone 7.5 ，這是首個(gè)支持簡體中文的系統(tǒng)版本。2012年6月21日，微軟正式發(fā)布Windows Phone 8，全新的Windows Phone 8舍棄了老舊Windows CE內(nèi)核，采用了與Windows系統(tǒng)相同的Windows NT內(nèi)核，支持很多新的特性。由于內(nèi)核的改變，所有Windows Phone 7.5系統(tǒng)的手機(jī)都將無法升級(jí)至Windows Phone 8。但同時(shí)為了照顧Windows Phone 7.5系統(tǒng)的用戶，微軟還是發(fā)布了Windows Phone 7.8，擁有部分Windows Phone 8的特性。2014年4月2日，微軟在Build 2014上發(fā)布了Windows Phone 8.1，相比Windows Phone 8增加了更多新功能，并且升級(jí)了部分組件，并且宣布所有Windows Phone 8設(shè)備可全部升級(jí)為Windows Phone 8.1。2014年7月，微軟發(fā)布了Windows Phone 8.1 更新1，在Windows Phone 8.1的基礎(chǔ)上添加了一些功能，并且做了一些優(yōu)化。2015年2月，微軟在推送Windows 10 移動(dòng)版第二個(gè)預(yù)覽版時(shí)，第一階段推送了Windows Phone 8.1 更新2，在Windows Phone 8.1 更新1的基礎(chǔ)上改進(jìn)了一些功能的操作方式。
2010年2月，微軟正式向外界展示W(wǎng)indows Phone 操作系統(tǒng)。2010年10月，微軟公司正式發(fā)布Windows Phone智能手機(jī)操作系統(tǒng)的第一個(gè)版本W(wǎng)indows Phone 7.0，簡稱WP7，并于2010年底發(fā)布了基于此平臺(tái)的硬件設(shè)備。主要生產(chǎn)廠商有：諾基亞、三星、HTC等，從而聲明了Windows Mobile系列徹底退出了手機(jī)市場。Windows Phone 7完全放棄了Windows Mobile的操作界面，而且程序互不兼容，并且微軟完全重塑了整套系統(tǒng)的代碼和視覺，但由于其擔(dān)心移動(dòng)產(chǎn)品和整體品牌的連續(xù)性，一開始才將其命名為“Windows phone 7”。Windows Phone 7曾于2010年2月16日更名為“Windows Phone 7 Series”，其后再于4月2日取消“Series”，改回“Windows Phone 7”。
2011年9月27日，微軟發(fā)布了Windows Phone系統(tǒng)的重大更新版本“Windows Phone 7.5”，首度支持簡體中文與繁體中文。Windows Phone7.5是微軟在Windows Phone 7的基礎(chǔ)上大幅優(yōu)化改進(jìn)后的升級(jí)版，其中包含了許多系統(tǒng)修正和新增的功能，以及包括了繁體中文和簡體中文在內(nèi)的17種新的顯示語言。諾基亞亦開始生產(chǎn)Windows Phone 7.5系統(tǒng)的智能手機(jī)，早期發(fā)布的智能手機(jī)是Nokia Lumia 800及Nokia Lumia 710。
2012年6月21日，微軟召開發(fā)布會(huì)，正式發(fā)布全新操作系統(tǒng) Windows Phone 8。Windows Phone 8放棄了老舊的WinCE內(nèi)核，改用與Windows 8相同的NT內(nèi)核。Windows Phone 8系統(tǒng)也是第一個(gè)支持多核CPU的WP版本，宣布Windows Phone進(jìn)入多核時(shí)代。由于內(nèi)核變更，Windows Phone 8將不支持市面上所有的Windows Phone 7.5系統(tǒng)手機(jī)升級(jí)，而Windows Phone 7.5系統(tǒng)手機(jī)只能升級(jí)到Windows Phone 7.8系統(tǒng)（微軟表示Nokia Lumia用戶升級(jí)到Windows Phone 7.8還會(huì)得到額外的優(yōu)化）。
2012年10月30日凌晨1點(diǎn)，微軟正式召開Windows Phone 8新品發(fā)布會(huì)，公布Windows Phone 8諸多新特性。同期發(fā)布的Windows Phone 8機(jī)型為諾基亞Lumia 920，Lumia 820，Lumia 822 ，Lumia 810，HTC 8X，HTC 8S，三星Ativ S，其他Windows Phone 8新機(jī)華為Ascend W1，諾基亞Lumia 520，Lumia 620，Lumia 720。
