A diferencia del gran salto arquitectónico y de características que sufrió su antecesor Windows Vista con respecto a Windows XP, Windows 7 fue concebido como una actualización incremental y focalizada de Vista y su núcleo NT 6.0, lo que permitió mantener cierto grado de compatibilidad con aplicaciones y hardware en los que éste ya era compatibl sin embargo, entre las metas de desarrollo para Windows 7 se dio importancia a mejorar su interfaz para volverla más accesible al usuario e incluir nuevas características que permitieran hacer tareas de una manera más fácil y rápida, al mismo tiempo que se realizarían esfuerzos para lograr un sistema más ligero, estable y rápido.
Diversas presentaciones ofrecidas por la compañía en 2008 se enfocaron en demostrar capacidades multitáctiles, una interfaz rediseñada junto con una nueva barra de tareas y un sistema de redes domésticas simplificado y fácil de usar denominado «Grupo en el hogar», además de importantes mejoras en el rendimiento general del sistema operativo.
El desarrollo de este sistema operativo comenzó inmediatamente después del lanzamiento de Windows Vista. El 20 de julio de 2007 se reveló que ese sistema operativo era llamado internamente por Microsoft como la versión «7». Hasta ese momento la compañía había declarado que Windows 7 tendría soporte para plataformas de 32 bits y 64 bits,[9] aunque la versión para servidores que comparte su mismo núcleo (Windows Server 2008 R2, que sucedería a Windows Server 2008) sería exclusivamente de 64 bits.[10]
El 13 de octubre de 2008 fue anunciado que «Windows 7», además de haber sido uno de tantos nombres en código, sería el nombre oficial de este nuevo sistema operativo. Mike Nash dijo que esto se debía a que con Windows 7 se «apunta a la simplicidad, y el nombre debía reflejarlo».
Ya para el 7 de enero de 2009, la versión beta se publicó para suscriptores de Technet y MSDN. El 9 de enero se habilitó brevemente al público general mediante descarga directa en la página oficial, pero hubo problemas con los servidores, que obligaron a retirar la posibilidad de descarga hasta horas más tarde, después de solventar el problema añadiendo más servidores. Por esos percances, Microsoft cambió el límite de descargas inicial de 2,5 millones de personas como disculpa por el problema del retraso, y creó un nuevo límite que no sería numérico sino por fecha, hasta el 10 de febrero del 2009.
El 5 de mayo se liberó la versión Release Candidate en 5 idiomas, entre ellos el español. Estuvo disponible para descargar hasta el 20 de agosto de 2009.
El 2 de junio Microsoft anunció que la salida mundial de Windows 7 tendría lugar el 22 de octubre.[11]
El 24 de julio, los directivos de Microsoft Steve Ballmer y Steven Sinofsky anunciaron la finalización del proceso de desarrollo con la compilación de la versión RTM, destinada a la distribución de Windows.[12]
Otro asunto presente en el desarrollo de este sistema, y gracias a los comentarios de los usuarios, fue el minimizar la intrusión habilitando la personalización del Control de cuentas de usuario, ya que éste fue considerado como molesto en Windows Vista debido a sus constantes alertas en simples acciones como las de mantenimiento que invocaban funciones propias del sistema operativo.[13]
En una carta escrita por el vicepresidente de negocios para Windows de Microsoft Corporation, William Veghte, se mencionan apartes sobre la visión que se tuvo para Windows 7:
Hemos aprendido mucho a través de los comentarios que ustedes han compartido con nosotros acerca de Windows Vista, y esa retroalimentación juega un papel importante en nuestro trabajo para Windows 7. Nos han dicho que desean una programación más estructurada y predecible para la liberación de Windows... ...nuestro enfoque hacia Windows 7 es basarnos en la misma arquitectura de fondo de Windows Vista Service Pack 1, de manera que las inversiones que ustedes y nuestros socios han realizado en Windows Vista continúen redituando con Windows 7. Nuestro objetivo es asegurar que el proceso de migración de Windows Vista a Windows 7 sea transparente.
