Пакет обновлений 1 (SP1) для Windows XP был выпущен 9 сентября 2002 года. Наиболее важными новшествами стали поддержка USB 2.0, утилита, позволяющая выбирать программы по умолчанию для просмотра Интернета, почты, обмена мгновенными сообщениями, а также различные реализации виртуальной машины Java. Начиная с SP1 шифрующая файловая система EFS получила возможность использовать алгоритм шифрования AES с 256-битным ключом.

Начиная с SP1, поддерживается LBA-48, позволяющая операционной системе работать с HDD ёмкостью более 137 ГБ, активированная по умолчанию.

Пакет обновлений 1a был выпущен 3 февраля 2003 года и удалял виртуальную машину Java из системы. Корпорация Майкрософт не рекомендовала пользователям, уже установившим пакет обновлений SP1, устанавливать пакет SP1а.

Поддержка Windows XP Service Pack 1 и 1a закончилась 10 октября 2006 года.

Пакет обновлений 2

Пакет обновлений 2 (Service Pack 2, SP2) (кодовое название «Springboard») был выпущен 6 августа 2004 года. SP2 добавил в Windows XP новые возможности, включая улучшенный файрволл; поддержку Wi-Fi с мастером настройки и Bluetooth, а также улучшения в IE6 — например, возможность блокировать «всплывающие» окна. Данный сервис-пак внес значительные изменения в безопасность Windows XP. Так, значительным изменениям подвергся встроенный файрволл, который был переименован в Брандмауэр Windows и теперь активирован для всех создаваемых соединений по умолчанию. Появилась расширенная защита памяти, в частности, от атак переполнения буфера как с использованием технологии «NX-бит», так и рядом других приемов. Изменения коснулись и сервисов — такие сервисы, как telnet и служба сообщений, отключены по умолчанию, ряд сервисов запускаются с пониженными правами и т. д. Изменения в области безопасности затронули и почтовую программу Outlook Express и браузер IE. Windows XP Service Pack 2 включает в себя Windows Security Center, который позволяет облегчить наблюдение за безопасностью системы, следя и напоминая пользователю о необходимости установить или обновить антивирус и его базы, активировать встроенный или сторонний файрволл, произвести обновление операционной системы или изменить настройки веб-браузера. Сторонние антивирусы и файрволлы имеют возможность взаимодействовать с ним с помощью интерфейса API. Также были улучшены функции автозапуска при загрузке CD или подключении флеш-карт и подобных устройств. При загрузке системы исчезли подзаголовки с названием редакции; полоса загрузки в редакциях Home и Embedded сменила зелёный и жёлтый цвета на синий цвет, как в редакции Professional.

Поддержка Windows XP Service Pack 2 закончилась 13 июля 2010 года.

Пакет обновлений 3

В начале августа 2007 года Microsoft начала бета-тестирование SP3 среди ограниченной группы бета-тестеров. Несмотря на то, что бета-версия была передана только избранным, её дистрибутив появился в пиринговых сетях. С 12 декабря 2007 года версия RC1 SP3 доступна для загрузки и тестирования всем желающим.Окончательная версия Пакета обновлений 3 для Windows XP была представлена 21 апреля 2008 года, но только для бизнес-клиентов, таких как производители оригинального оборудования и подписчики MSDN и TechNet. Остальные пользователи смогли получить третий сервис-пак с онлайн-сервиса Windows Update или через центр загрузки Microsoft 6 мая, а также с помощью сервиса автоматического обновления в начале лета.

Пакет может быть установлен только поверх пакета Service Pack 1(SP1) или Service Pack 2(SP2), и доступен только для 32-битной версии.акет включает в себя все обновления, выпущенные после выхода Windows XP Service Pack 2 в 2004 г., а также ряд других новых элементов. Среди них функция защиты сетевого доступа (Network Access Protection) и новая модель активации, заимствованные у Windows Vista, кроме того, появилась улучшенная функция обнаружения так называемых маршрутизаторов-«черных дыр» и др.

С 1 июля 2008 года «Microsoft» прекратила продажи Windows XP SP2 своим поставщикам.До середины 2010 года Windows XP SP3 поставлялась в OEM и BOX поставках.для Windows Vista Business возможен бесплатный «даунгрейд», а также в продаже находится Get Genuine Kit Windows XP SP3 предназначенный для лицензирования установленного пиратского ПО, в рамках корпоративного лицензирования пакет Get Genuine Solution Windows XP.

Windows XP Service Pack 3 также распространяется как часть опционального компонента Windows 7 «Windows XP Mode»