Windows NT 3.1是微軟開發的用於伺服器和商業的32位操作系統，是Windows NT產品線的第一代產品，于1993年7月27日發佈。
Windows NT 3.1是一個完全重新設計的操作系統。它不僅能夠在多種處理器架構上執行，還提供比之前基於MS-DOS的Windows版本更高的安全性和穩定性。
Windows NT最開始計劃是OS/2 3.0，由微軟和IBM聯合開發的操作系統的第三版。出於多種原因，包括1990年Windows 3.0的市場成功，微軟決定推進Windows的開發，IBM獨自繼續對OS/2的開發。
Windows NT 3.1有兩個版本：用於工作站的Windows NT 3.1和用於伺服器的Windows NT 3.1 Advanced Server。剛發佈時，由於其高硬體要求和32位應用程式很少而無法在市場上立足，但它為所有後來的Windows NT版本奠定了基礎。
歷史
作為NT OS/2
由於使用MS-DOS作為IBM PC 相容機的實際操作系統，微軟在個人電腦市場上佔據了主要地位，而Nathan Myhrvold（在Dynamical Systems Research被收購後加入微軟）發現了主要的兩個對微軟壟斷的威脅：一方面，RISC架構的新處理器被證明比執行MS-DOS和Unix的同等英特爾處理器更強大；另一方面，Unix是一個支援多處理器和網路的跨平臺多工操作系統系列。雖然程式需為每個單獨的Unix衍生版本調整使Unix的廣泛使用受阻，但比爾·蓋茨認為類Unix操作系統與RISC處理器的結合可能是一種市場威脅，促使微軟需要開發一種能在多種架構上執行的「 Unix殺手」（Unix killer）。 
新操作系統的開發工作始於1988年11月，當時微軟聘了請來自DEC公司的有VMS開發經驗的戴夫·卡特勒來協助開發新的操作系統，作為卡特勒的條件，他還帶來了一些他在DEC團隊中的員工。 
該操作系統最初計劃作為OS/2 3.0開發，OS/2是微軟和IBM聯合開發的操作系統。雖然OS/2最初打算接替MS-DOS，但它未獲得商業上的成功。新操作系統的設計目標是可以移植到不同的處理器平臺，並支援多處理器系統，而當時很少有操作系統能做到這一點。爲了面向企業市場，該操作系統還支援網路、POSIX標準，以及符合Trusted Computer System Evaluation Criteria標準的安全平臺；這將要求操作系統是具有許可權框架的多使用者系統並具有審計安全相關事件的能力。 
微軟和IBM都想推銷一種能夠吸引企業「企業軟體」客戶的操作系統。這意味著更高的安全性、可靠性、處理能力和計算機網路功能。然而，由於微軟也想在其他計算平臺上從Unix中奪取市場份額，他們需要一種比OS/2更可移植的系統設計。 
為此，微軟開始為非x86處理器開發和測試他們的新操作系統：英特爾Intel i860的模擬器版本。微軟將其操作系統代號命名為NT OS/2，也是暗指晶片的代號「N10」（英文讀作「N-Ten」）。 DEC先發制人地起訴微軟，聲稱他們從MICA竊取了用於新操作系統的程式碼。在庭外和解中，微軟同意使NT OS/2與DEC的Alpha處理器相容。 
開發團隊最初估計將在18個月內完成開發。到1989年4月，NT OS/2內核已可以在i860模擬器中執行。但是開發團隊後來確定i860不適合該專案。12月，他們開始將NT OS/2移植到MIPS R3000處理器，並在三個月內完成。微軟高級執行官Paul Maritz的目標是1992年發佈，但開發時間計劃不確定。因急於終止反對者關於NT直到1994年才會上市的傳言，又計劃于1990年在COMDEX上展示新的操作系統。 
作為Windows NT
基於MS-DOS的Windows 3.0于1990年5月發佈后，取得了異常的成功，隨之微軟的市場策略轉變削弱了其與IBM的合作關係——IBM希望微軟專注于以OS/2為主要平臺的開發，而不是圍繞Windows建立他們未來的業務。由於這些不確定因素，使用者和開發者不清楚該適應Windows還是OS/2（操作系統在API上的不相容放大了這種情況），同時微軟也因同時開發多個操作系統而資源耗盡。1990年8月，作為對Windows 3.0流行的迴應，NT OS/2團隊決定重新設計操作系統以使用Windows API的擴充套件的32位介面（即Win32）。Win32保留了Windows使用的熟悉的16位API體系，這將使開發者可以輕鬆地將他們的軟體為新平臺適配，同時保持與現有Windows軟體的相容性。
由於這些改變，NT未能如先前計劃地在COMDEX上發佈。當時公眾和IBM都不知道NT OS/2向Windows NT的轉變。儘管IBM和微軟確實同意修訂后的合作關係，即輪流開發OS/2的主要版本，而不是在合作開發每個版本， IBM最終在1991年1月得知了微軟的Windows NT計劃，並立即終止OS/2的關係。IBM將單獨開發OS/2 2.0（按照修訂的計劃）和所有未來版本，微軟沒有任何進一步的參與。
1991年10月，Windows NT在COMDEX上首次公佈。為確保利用Windows NT的軟體在其發佈時（計劃于1992年末發佈）可用，微軟還向出席的選定的開發人員分發了32位軟件開發工具包。這次展示得到了正面迴應；《個人電腦雜誌》稱 Windows NT 是「操作系統的現代改造」，但同時聲稱，最終版本不太可能保留承諾的向下相容性。1992年3月，微軟還發布了Win32s，爲了開發針對該平臺優化的軟體，還允許Windows 3.1與Windows NT程式部分相容。
在1992年6月的微軟Win32專業開發者大會上，展示了在x86和MIPS處理器上執行的Windows NT，同時還提供了Windows NT的測試版和更新的開發工具包。同時，微軟宣佈了其用於Windows NT的SQL Server產品的新版本；Unix供應商擔心該軟體可能成為影響Unix系統市場份額的殺手級應用。NT的記憶體使用也引起了關注；當時的大多數計算機都配備4 MB的RAM，而NT建議使用16 MB。由於當時RAM成本高昂，批評者認為其高系統要求可能會影響Windows NT的銷售和使用。通過諸如分頁之類的方法減少其記憶體使用量的措施也已採取。
微軟于1992年10月開始發佈NT的公開測試版，一個月后，在COMDEX上舉行了一場主要關於Windows NT第三方軟體的演講。NT的最終預發佈版本于1993年3月發佈，同時公佈了伺服器版本Windows NT，Windows NT with LAN Manager。儘管其穩定性和效能有所提高，但仍有人擔心該操作系統可能會發布未成品或進一步推遲到1993年。
發佈
Windows NT 3.1和Windows NT 3.1 Advanced Server（版本號將它們與Windows 3.1相關聯）于1993年7月26日發佈。起初只發布了x86和MIPS版本；DEC Alpha版本隨後于9月發佈。工作站版本售價495美元，伺服器版本售價1,495美元。從表面上看，伺服器價格是僅在銷售的前六個月提供的促銷折扣價，但從未將零售價提高到所列的2,995美元。250名程式設計師編寫了560萬行程式碼；開發成本為1.5億美元。在開發的最後一年，該團隊修復了30,000多個錯誤。
Windows NT 3.1和Windows 3.1擁有視覺效果非常類似的用戶界面，以致於人們有時候會把它與Windows 3.1相混淆。這也使得Windows NT 3.1對於那些有Windows 3.x使用經驗者更易用。
在產品的生命週期中，微軟發佈了三個服務包：Service Pack 1于1993年10月8日發佈； Service Pack 2于1994年1月24日發佈；Service Pack 3于1994年10月29日發佈。服務包以CD-ROM和軟盤分發，也通過BBS、CompuServe和網路分發。微軟于2000年12月31日終止了對該操作系統的支援。對Windows NT 3.1 RTM（無服務包）的支援于1994年1月8日結束。Service Pack 1支援于1994年4月24日結束，最後，Service Pack 2支援于1995年1月29日結束，距正式發佈僅一年時間。
Windows NT 3.1被本地化為多種語言。除英語外，它還提供荷蘭語、法語、德語、日語、西班牙語和瑞典語版本。工作站版本另外還有丹麥語、芬蘭語、意大利語、挪威語和葡萄牙語版本。
硬體要求
Windows NT 3.1支援多種平臺：除了Intel x86架構外，還支援DEC Alpha和MIPS（R4000和R4000#R4400）處理器。
x86架構上的系統最低硬體要求包括25 MHz 80386處理器，12 MB的記憶體，75 MB的硬碟空間和VGA顯示卡。RISC架構（包括DEC Alpha和MIPS處理器）上的系統需要16 MB的記憶體，92 MB的硬碟空間和一個CD-ROM驅動器。
Advanced Server版需要一個80386處理器，16 MB的記憶體，90 MB的硬碟空間。在RISC架構上則需要110 MB的硬碟空間。
Windows NT 3.1支援雙處理器系統，而Advanced Server版最多支援四個處理器。由於處理器檢測程式中的錯誤，Windows NT 3.1無法安裝在Pentium II或更新的處理器上。微軟未解決過該問題，但有非官方補丁可用。