W 1980 roku Seattle Computer Products pisze 86-QDOS, emulator CP/M-80 dla pierwszego 16-bitowego procesora Intela. W 1981 roku Microsoft kupuje od Seattle Computer Products 86-DOS by wypełnić zobowiązania kontraktu z IBM na system operacyjny do przygotowywanego komputera IBM PC, zmienia go tak by mógł pracować na IBM PC i nazywa MS-DOS. Pierwsza wersja beta zaczyna pracować na IBM PC w lutym 1981 roku. W sierpniu 1981 roku pokazany zostaje MS-DOS 1.0, zajmujący 13K dysku i pracujący na 8K pamięci operacyjnej. W listopadzie 1981 roku dodana zostaje obsługa dwustronnych dyskietek 320K. IBM sprzedaje go wraz ze swoimi komputerami jako PC-DOS; Microsoft może rozwijać go i oferować oddzielnie pod nazwą MS-DOS.

Dwa lata później, w 1983 roku, wraz z IBM PC/XT pojawia się napisany praktycznie od nowa MS-DOS 2.0, z hierarchiczną strukturą katalogów i możliwością instalowania sterowników do urządzeń; zajmuje 41K, pracuje na 24K pamięci. Na początku 1984 roku dodane jest rozpoznawanie języków innych niż angielski.
W sierpniu 1984 roku MS-DOS 3.0 dla IBM PC/AT pozwala na stworzenie rozszerzonej partycji na dysku, liczącej do 32 MB i ma wbudowaną obsługę stacji 1.2 MB; system zajmuje 60K na dysku. Wersja 3.1 dodaje obsługę sieci, 3.2 – obsługę dyskietek 3.-5-calowych 720K. W listopadzie 1985 pojawia się Microsoft Windows; nakładka graficzna na DOS. Wersja 3.3 z maja 1987 pozwala na definiowanie dysków logicznych w rozszerzonej partycji dysku twardego, wprowadzone zostają strony kodowe.

W czerwcu 1988 roku MS-DOS 4.0 przekracza barierę 32 MB dla partycji, ma tez wsparcie dla pamięci rozszerzonej; system zajmuje 108K, pracuje w 75K pamięci operacyjnej. Wersja 5.0 z 1991 dodaje możliwość pracy w wysokiej pamięci, system pomocy i program do zarządzania zawartością dysku (MS-DOS Shell); system zajmuje 118K, pracuje w 60K pamięci.

Wersja MS-DOS 6.0 w 1993 roku zostaje wyposażona w zestaw programów narzędziowych do przygotowywania kopii zapasowych, ochrony przed wirusami, defragmentacji dysku, kompresji dysku, zarządzania pamięcią; ma także możliwość współpracy ze stacjami CD-ROM, zarządzanie poborem mocy pozwalające na oszczędność baterii na komputerach przenośnych.

MS-DOS 7.0… już nie wychodzi, choć tak początkowo nazywano projekt Microsoft pod nazwą kodową Chicago,ktory znany jest jako Windows 95.

DOS był przez długi czas czynnikiem ograniczającym rozwój komputerów osobistych IBM PC. Wynikało to po części z podejścia firmy IBM do swego projektu Personal Computer. Miał to być rodzaj drugorzędnego produktu, planowano sprzedanie go w nie więcej niż 50 tysiącach sztuk; byl przeznaczony dla pojedynczego użytkownika i do pracy z jednym programem. DOS jako system dla PC miał być najwyżej tak dobry jak CP/M, system operacyjny pracujący na niektórych 8-bitowych mikrokomputerach w tych czasach, a stworzony w 1974 roku przez Digital Research, firmę, do której początkowo zwrócił się IBM z propozycją napisania systemu dla IBM PC i dopiero gdy ta odmówiła, IBM zlecił to Billowi Gatesowi z Microsoft.

Przez pierwsze kilka lat realizacji takiej polityki MS-DOS był powoli rozbudowywany, bez wprowadzania rewolucyjnych zmian, takich jak praca z wieloma programami jednoczesnie (multitasking). System zaczął się szybko starzeć. Jednak sukces komputerów osobistych, ogromna liczba użytkowników i rozwój sprzętu w koncu wręcz wymusiły rozwój DOS, a także pojawienie się Windows. W czerwcu 1991 roku według pisma PC Computing na DOS działało 20 tysięcy komercyjnych programów na 50 milionach komputerów w samych tylko Stanach Zjednoczonych; DOS miał już wtedy 13 wersji językowych.

MS-DOS jest najbardziej znaną, ale nie jedyną wersją DOS. W październiku 1983 roku pojawia się PC-DOS firmy IBM, przeznaczony dla komputerów PCjr. W połowie 1990 roku pojawił się DR-DOS 5.0, produkt firmy Digital Research i początkowo odniósł spory sukces; miał lepsze zarządzanie pamięcią i zbiór programów narzędziowych niż ówczesny MS-DOS 4.x. Digital Research zostaje przejęty przez Novella w 1991 roku i już jako jego część opracowuje Novell DOS 7.0. Novell miał nadzieje na wsparcie nim swego flagowego sieciowego systemu Netware. W 1995 roku pojawia się również PC-DOS 7.0. Jednak żadnen z tych produktów, porównywalnych a w niektórych dziedzinach przewyższających MS-DOS nie zachwiał dominującej pozycji Microsoft na rynku.

Przede wszystkim system operacyny musi posiadać mechanizm dla uruchamiania procesów, znanych jako programy. W systemie DOS jest to funkcja zwana EXEC. Gdy w znaku zachęty DOS wpisywana jest nazwa programu, to program wyświetlający znak zachęty i odczytujący wprowadzane znaki – COMMAND.COM – wyszukuje program o tej nazwie, wzywa funkcję EXEC i przekazuje jej wpisaną nazwę programu. Funkcja EXEC ładuje dany program do pamięci i zaczyna go wykonywać.

Drugim podstawowym zadaniem systemu operacyjnego jest zarządzanie pamięcią (memory management) dostępną dla niego i dla innych programów. Celem jest tu oddanie danemu programowi tyle pamięci, ile potrzebuje, bez zabierania tej pamięci innemu, który już działa. Gdy DOS ładuje program i uruchamia go, to przeznaczony dla niego zostaje pewien obszar pamięci, który nie jest dostępny dla żadnego innego programu aż do chwili, gdy dany program go zwolni. Jeżeli program potrzebuje więcej pamięci, to wywołuje odpowiednią funkcję systemu operacyjnego, ta szuka potrzebnego bloku pamięci i rezerwuje go dla niego.

W systemie operacyjnym ważne miejsce zajmuje system plików (file system), część systemu odpowiedzialna za zarządzanie plikami przechowywanymi na twardym dysku i innych nośnikach danych. Używane są tu funkcje potrzebne do utworzenia nowego pliku, otwarcia go do odczytu lub do zapisu, przekazywania danych z lub do pliku, zmiana nazwy czy kasowanie. System operacyjny musi też znaleźć plik na dysku, często zapisany w kawałkach w różnych sektorach dysku. DOS używa do tego rodzaj mapy dysku, gdzie zapisane są nazwy plików i ich położenie na dysku – jest to tablica FAT (file allocation table).

Czwartym obszarem działania systemu operacyjnego jest porozumiewanie się z urządzeniami wejścia/wyjścia, takimi jak karta graficzna, klawiatura czy myszka. Program porozumiewa się z urządzeniem przez sterownik urządzenia (device driver). W DOS sterowniki urządzeń są dość proste, więc programy często odwołują się do poleceń niskiego poziomu zapisanych w ROM lub w BIOS, porozumiewając się bezpośrednio ze sprzętem. Tak dzieje się w przypadku edytora WordPerfect for DOS, który ma własne sterowniki drukarek; z kolei sterownik myszki jest z reguły ładowany do pamięci i dostępny dla każdego programu, który potrafi z nim pracować.
System operacyjny składa się z kilku warstw. Najniższą jest Basic Input/Output System (BIOS). Warstwa ta udostępnia różne usługi pozostałej części systemu operacyjnego, związane z wymianą informacji pomiędzy urządzeniami komputerowymi – dyskiem, klawiaturą, ekranem, portami. Drugą, wyższą warstwę tworzy kernel, który pośredniczy pomiędzy programami a usługami BIOS. Gdy BIOS odczytuje sektory dysku z częściami pliku, to kernel składa je tworząc plik i udostępniając go programowi. Kernel oddaje do dyspozycji funkcje znane razem jako Application Programing Interface (API). Trzecią i najwyższą warstwą jest program, który porozumiewa się z użytkownikiem – pozwala na opracje na plikach czy uruchamianie programów użytkowych.

Wśród dostępnych obecnie na rynku „twardzieli” wyróżnić możemy dwie grupy: droższe i wydajniejsze modele SCSI oraz tańsze napędy EIDE, przeznaczone dla masowego, z założenia mniej wymagającego odbiorcy. Technologie wykorzystywane w urządzeniach EIDE ciągle ewoluują. W konsekwencji różnice pomiędzy tymi dwoma kategoriami produktów zdają się powoli zacierać. Oczywiście, technologia SCSI jest nadal najlepszym rozwiązaniem w profesjonalnych zastosowaniach (serwery, zaawansowane stacje robocze, montaż cyfrowego obrazu i dźwięku), ale i tu zaczyna powoli wkraczać technologia EIDE.