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2018年6月10日，在2018年E3電子娛樂展上首次確認有新機種的存在，首次宣告Xbox新機種并且以Project Scarlett作開發代號稱呼。

在往后2018年內亦放出其他相關消息，到2019年的6月10日的2019年E3電子娛樂展正式公布第九世代游戲機，同時宣布預計在2020年圣誕節前發售。

2019年12月12日，在美國洛杉磯舉辦的TGA游戲大獎頒獎典禮上，微軟首度發表游戲機的外觀及命名，正式宣布新機種名為Xbox Series X。

并且初步公開了Xbox Series X的配置，包括NVMe接口的固態硬盤、AMD Zen 2架構的cpu、GDDR6存儲器、基于AMD RDNA架構并支持即時硬件光線追蹤的GPU，以及120Hz、8K分辨率顯示輸出。

在會場上首度公布游戲機的外型及控制器設計，Xbox Series X在外觀上表現得更類似傳統的塔式電腦，而且能夠豎向或橫向自定放置。Xbox Series X將配置在Xbox One控制器基礎上進行小幅度修改后的控制器，包括增加一個“分享”按鈕（share button）。

2020年2月24日，微軟公布了Xbox Series X的性能，單精度浮點性能達到12 TFLOPS，2倍于Xbox One X。

2020年3月16日，微軟透過自家的網站及YouTube頻道，發表了關于Xbox Series X的硬件機能的內部機件及其功效性能。亦邀請了媒體到總部訪問及介紹XSX游戲機的內部硬件，對內部硬件作出了實體展出，并讓媒體嘗試把硬件裝回到機盒箱內，其后負責人講解硬件的散熱及組件運作。

另一面同時讓媒體直接試用了在系統方面Quick Resume（快速切換游戲相關）的實際操作。系統會支持將游戲HDR化使舊有游戲未進行佳化工序亦能獲得畫面清晰化及FPS加固。

2020年9月8日，在有媒體泄露出Xbox Series S之后，微軟才正式公布了Xbox新世代中性能更低的版本Xbox Series S。

Xbox Series S的工程代號為“Project Lockhart”，采用無光驅設計，性能相較于Series X，主要在cpu性能、GPU性能、內存容量和帶寬，內部存儲空間等方面有一定減配。之后微軟正式公布了這兩種Xbox型號的價格和發售時間。Xbox Series X為499美元，而Series S將為299美元。

兩臺主機都于2020年11月10日在全球發售。