1992. áprilisban adta ki a Microsoft a Janus kódnevű Windows 3.1 operációs rendszert, az utolsó 16 bites Windowst. Több szempontból is újdonságnak számított: a 3.0-hoz képest az alapszintű multimédia-támogatottság és a TrueType betűtípusrendszer számított újításnak. Magyar vonatkozással is rendelkezett: a 3.1 volt az első Windows, amelyet magyar nyelven is kiadtak.

Minimális hardverigénye 286-os processzor, 1 MByte RAM, EGA vagy Hercules monitor, MS-DOS 3.10 volt. Elsőként a Windowsok közül IBM XT-ken már nem működött. Megjelent hozzá a Windows tankönyv, valamint a képernyővédők. Az irodai munkára gyakorolt hatás szempontjából az egyik mai napig legfontosabb elem, az Aknakereső szintén ebben a verzióban szerepelt először. A 3.1-et 2001-ig támogatta a Microsoft.

A Windows 3.1 architekturálisan túllépett a 8086 képességein és kihasználta a 80286 kiterjesztett címzési módját (túllépve a 640 KB-os korláton) és a 80386-os vagy újabb CPU-k virtuális memóriakezelési lehetőségeit és privilegizált üzemmódját. A programok számára a Windows osztotta ki a memóriát, és ha nem volt elég, akkor a régebben igényelt szeleteket kilapozta egy virtuális memóriaállományba.

Kettős megítélés alá esik a rendszerleíró adatbázis (registry), mely szintén a Windows 3.1-ben debütált. Azóta is erre a sajátos, fastruktúrát megvalósító adatbázisra támaszkodik a rendszer és a telepített alkalmazások. Nehezen áthelyezhetővé teszi a programokat, egy idő után lassíthatja a rendszert, viszont úgy tűnik, a Microsoft ma is ezt tartja az optimális megoldásnak, hiszen a Windows 8.1-is tartalmazza.

De akármennyire is dicsérhetők a Windows 3.1 belső erényei és akármennyivel volt jobb, mint elődei, stabilnak egyáltalán nem volt mondható. A feladatütemezőnek csak korlátozott ráhatása volt a programokra, a rendszer nem tudta minden esetben érvényesíteni akaratát. Ezért aztán gyakran megesett, hogy egy rosszul működő alkalmazás magával rántotta az egészet és jött az összeomlás.