20世纪70年代，IBM以其360系列产品统治了大型计算机市场，但DEC和王安电脑在小型计算机（和冰箱差不多大）市场上占据了上风。在个人电脑市场上，IBM似乎也有落后于人的势头。一位专家宣称：“让IBM推出个人电脑就像教大象跳踢踏舞一样难。”89
IBM的高管似乎也赞成这种观点。于是他们考虑只购买雅达利800型家用电脑的许可权，然后在上面贴上IBM的商标。但在1980年7月，当他们开会讨论这项方案时，IBM首席执行官弗兰克·凯里（Frank Carey）却提出了异议。他说，作为世界上最伟大的计算机公司，IBM当然有能力开发出自己的个人电脑。但他抱怨说，IBM无论开发什么新东西都恨不得要找300个人干上三年时间。
这时候，IBM驻佛罗里达州博卡拉顿的研发实验室主管比尔·洛（Bill Lowe）突然说：“不，先生，您错了。我们在一年之内就能把项目完成。”90 他这份狂妄让IBM把代号为“橡子”（Acorn）的个人电脑开发项目交给了他。
洛的新团队由唐·埃斯特里奇（Don Estridge）领导，他挑选了一位温和的南方人、在IBM工作了20年之久的老员工杰克·萨姆斯（Jack Sams）负责软件开发。由于项目期限只有一年，萨姆斯知道必须向外部供应商购买许可，而不是自己开发。于是在1980年7月21日，他给比尔·盖茨打了个电话，要求立即与他碰头。当盖茨邀请他下一周飞往西雅图时，萨姆斯回答说，他已经在往机场赶了，希望第二天能见到盖茨。盖茨觉察到一条大鱼即将上钩，他不由一阵激动。
盖茨几周前刚把在哈佛和他同住一幢宿舍楼的史蒂夫·鲍尔默聘到微软担任业务经理，他让鲍尔默和他一起参加与IBM的会谈。盖茨指出：“你是这里除我之外唯一能穿西装的人。”91 萨姆斯到达微软时，盖茨也穿着西装，但衣服穿在他身上显得不太合身。当时身着IBM蓝色制服套装和白色衬衫的萨姆斯回忆说：“这个年轻人出来把我们带进去，我还以为他是勤杂工。”但IBM一行人很快就被盖茨的才华折服了。
IBM的人一开始想谈购买微软BASIC许可的问题，但盖茨把话题转向一场关于技术发展方向的深入讨论中。几个小时之后，IBM已经有意购买微软已开发和能够开发的所有编程语言的许可了，其中不仅有BASIC，还有Fortran和COBOL。盖茨回忆说：“我们告诉IBM，‘好，我们做的任何东西都归你们’，虽然有些东西暂时还没做。”92
IBM一班人马几周后又来了。他们上次忽视了一个重要问题。除这些编程语言之外，软件还有一个关键组成部分，IBM需要一个操作系统，也就是作为其他所有程序基础的软件程序。操作系统要处理其他软件使用的基本指令，其任务包括决定数据应该储存到哪里，如何分配内存和处理资源，还要决定应用软件如何与计算机硬件互动。
当时微软还没做过操作系统，而是借助一个名为CP/M（全称“微型计算机控制程序”，Control Program for Microcomputers）的操作系统。该程序由加里·希达尔（Gary Kildall）所有，他是盖茨小时候的一个朋友，刚刚搬到加州蒙特雷。于是，盖茨当着坐在他办公室里的萨姆斯的面给希达尔打了个电话。他描述了一下IBM高管想要的东西，对希达尔说：“我让一些人到你那里去，好好招待他们，他们是重要人物。”93
但希达尔没有照办。盖茨后来的说法是，“那天加里决定去开飞机”。希达尔那天没有见IBM的访客，而是选择自己驾驶私人飞机（他喜欢这样），按原定计划去了旧金山。他把这项任务交给了自己的妻子。于是，希达尔的妻子便在公司总部（设在一幢古怪的维多利亚风格别墅内）接待了身着深色西装的IBM一行四人。IBM的人拿出一份长长的保密协议让她签字，但她拒绝了。经过一番讨价还价，IBM的人厌恶地走了出来。萨姆斯回忆说：“我们给她看我们的函件，上面写着请不要告诉任何人我们在这儿，我们也不想听任何涉密信息。她读完之后说，她不能在上面签字。我们在帕西菲克格鲁夫（Pacific Grove）耗了一整天，跟他们、我们的律师、她的律师还有所有其他人讨论她能不能和我们谈是否要谈判，然后我们就走了。”希达尔的小公司就这样错失了成为计算机软件业统治者的机遇。94
于是萨姆斯飞回西雅图去见盖茨，让他另想办法弄一个操作系统。幸运的是，保罗·艾伦在西雅图认识一个能帮得上忙的人，这个人就是蒂姆·佩特森（Tim Paterson），当时他在一家名叫“西雅图计算机产品”的小公司工作。几个月之前，由于希达尔的CP/M不适用于英特尔最新款微处理器，佩特森便将其改造成一个他称之为QDOS（Quick and Dirty Operating System，简易操作系统）的操作系统。95
这时盖茨已经意识到，有一种操作系统（最有可能是IBM选择的操作系统）最终将成为多数个人电脑使用的标准操作系统。他还意识到，谁拥有这种操作系统，谁就能占据有利地位。于是，盖茨及其团队没有让IBM的人去见佩特森，而是承诺他们会把事情办妥。鲍尔默后来回忆说：“我们只是告诉IBM：‘你们放心，我们会到这家本地小公司去，把这个操作系统弄过来，这件事交给我们好了，我们会把它办妥的。’”
佩特森的公司当时处境艰难，于是艾伦便与他的朋友谈成了一项精明的交易。微软一开始只购买了非排他性许可，后来，当艾伦看到与IBM的交易有望时又折回去再次谈判，这一次他彻底买断了佩特森的软件，但没告诉他为什么。艾伦回忆说：“我们最后达成了一项以五万美元从他手中购买操作系统的协议，我们可以将软件用于任何用途。”96 于是，微软只花了一点钱就买到了一款出色的软件，在对该软件进行一番润色之后，微软成功地在软件行业统治了逾30年之久。
不过，盖茨这回比较谨慎。虽然微软做其他项目的时候通常会夸下海口，但这一次，盖茨一反常态地担心微软没有能力把QDOS打造成符合IBM要求的操作系统。微软还只是一个由40人组成的散兵游勇的团队，他们中一些人会睡在地板上，早晨用海绵擦澡，而领导微软的是一个仍会被人误当成勤杂工的24岁大男孩。1980年9月底的一个星期天，距IBM第一次打电话已过去两个月时间，盖茨把他最精锐的人马召集起来，决定做还是不做。其中态度最坚决的一个人叫西和彦（Kay Nishi），他是来自日本的一位年轻计算机创业者，有着能与盖茨相当的专注。他一边在屋子里快步走动，一边不住尖叫：“必须做！必须做！”盖茨决定听从他的意见。97
盖茨和鲍尔默乘坐夜航飞机到博卡拉顿去谈生意。1980年，他们的年收入是750万美元，与IBM的300亿美元相比显得微不足道，但盖茨却要“胁迫”IBM达成一项协议，他要借助IBM将微软的操作系统变为一种全球通用标准，而微软则保留对该操作系统的所有权。在与佩特森的公司进行的交易中，微软不是仅仅购买了使用许可，而是彻底买断了DOS，“可将其用于任何用途”。这一招非常聪明，但更棋高一招的是，微软没有让IBM迫使其接受同样的安排。
在迈阿密机场降落后，两人到卫生间换上了西装，结果盖茨发现自己忘戴领带了。这时盖茨显出一种少有的挑剔，他坚持在开车去博卡拉顿的中途停一下，到百货商场Burdine’s买条领带。不过，面对前来迎接他的那些西装笔挺的IBM高管，这身装束并没有完全发挥出预想的效果。有一位软件工程师回忆说，盖茨看起来就像是“一个在大街上尾随路人，然后偷走这个人西装的孩子，这身西装他穿太大了。他的衣领支棱着，看起来就像个小阿飞，当时我说：‘这家伙到底是谁？’”98
但盖茨一开口，他们就不再关注他那邋遢的外表了。盖茨对技术和法律细节的精准把握震撼了IBM团队，他对合同条款的坚持则展现出冷静和自信。不过这在很大程度上只是表演给IBM看的。盖茨一回西雅图便走进办公室，躺在地板上，向鲍尔默大声倾诉他的种种疑虑。
经过一个月的谈判，一份长达32页的协议在1980年11月初达成了。盖茨说：“这份合同史蒂夫和我都熟记在心。”99 他说：“我们拿到的报酬并不太多。总共只有186 000美元左右。”至少在一开始，报酬的确不多。但盖茨知道，合同中有两项条款将改变计算机行业的权利格局。第一，IBM对该操作系统（后来被称为PC-DOS）的使用许可是非排他性的。盖茨有权以MS-DOS为名将同一款操作系统授权给其他个人电脑生产商。第二，微软将保留对源代码的控制权。这就意味着，IBM不能将软件更改或升级为该公司电脑的专有软件。只有微软有权进行更改，随后，微软可随意将每款新版软件授权给任何公司。盖茨说：“我们知道会有其他公司模仿IBM个人电脑。我们在最初的合同中就规定这是可以的。这是我们谈判的关键点。”100
这项交易与盖茨同MITS达成的交易类似，当时他也保留了将BASIC授权给其他计算机生产商的权利。这种思路让微软BASIC以及后来开发的更加重要的操作系统成为微软控制的行业标准。回首往事时，盖茨笑道：“事实上，我们曾经的广告宣传口号就是‘我们制定标准’。但当我们真的制定出标准之后，反垄断律师又让我们不要再用这个口号。这是一个你只能在事情还没有成真的时候使用的口号。”[4] 101
盖茨向他妈妈吹嘘他与IBM的交易有多么重要，希望以此证明他从哈佛退学的正确性。当时玛丽·盖茨恰好与即将接替弗兰克·凯里担任首席执行官的IBM总裁约翰·奥佩尔（John Opel）同在非营利机构United Way担任理事。有一天，她在乘坐奥佩尔的飞机与他一起开会的途中提到了这层关系。她说：“哦，我的小儿子在做一个项目，他正在和你们公司合作。”但奥佩尔似乎并不知道微软。于是玛丽回来后对盖茨提出警告称：“看，我把你的情况都跟奥佩尔说了，我提到了你的项目，还有你是怎么退学的，但他并不知道你是谁，所以说，你的项目也许并不像你想象的那么重要。”几周后，博卡拉顿的管理人员来到IBM总部向奥佩尔汇报项目进展。项目组负责人解释说：“我们要依靠英特尔的芯片，产品分销由Sears公司和ComputerLand公司来做。但我们最需要依靠的是西雅图一家很小的软件公司，这家公司的经营者叫比尔·盖茨。”奥佩尔的反应是：“哦，你们是说玛丽·盖茨的儿子？哦，对，她很棒。”102
不出盖茨所料，为IBM开发一整套软件是一个非常艰巨的项目，但微软的一帮人马没日没夜地工作了9个月，终于完成了这项任务。这是盖茨和艾伦最后一次携手合作，他们并肩坐在办公室里彻夜奋战，以他们在湖滨中学和哈佛所展现出的专注精神编写代码。盖茨说：“我和保罗拌过一次嘴，他想去看宇宙飞船发射，而我不想去，因为我们的进度已经慢了。”艾伦后来还是去了。他说：“这是第一次发射。发射完之后我们就立即乘飞机赶了回来。之后我们连续工作了36个小时。”
在编写操作系统程序的过程中，两人帮助IBM确定了个人电脑的外观和触感。盖茨说：“保罗和我敲定了个人电脑上每一个小细节，我们确定了键盘布局，还有磁带端口、音频端口和图形端口的工作方式。”103 可惜最终的成果只反映出盖茨书呆子气十足的设计品位。这个人机交互系统依赖“c:>”等提示符，文件名也是诸如AUTOEXEC.BAT和CONFIG.SYS之类的冗长字符，除了能让用户了解到反斜杠键在哪儿之外，他们的设计简直是一无是处。
多年以后，在哈佛举办的一次活动中，私募股权投资人戴维·鲁本斯坦（David Rubenstein）问盖茨为什么启动计算机时要如此麻烦地同时按下“Control”、“Alt”和“Delete”这三个按键：“为什么在我想启动软件和电脑的时候非得用上三个手指呢？这是谁的主意？”盖茨开始解释，这是因为IBM的键盘设计师没能提供一种提示硬件启动操作系统的简单方式，然后他顿了顿，不好意思地笑了。他承认：“这是一个错误。”104 一心编程的人有时候会忘记简洁是美的灵魂。
1981年8月，IBM个人电脑在纽约华尔道夫酒店发布，标价1 565美元。盖茨和他的团队并没有受邀参加此次活动。盖茨说：“最诡异的事情是，我们要求参加盛大的官方发布会，但IBM却拒绝了。”105 以IBM的思维，微软只是一家供应商而已。
但笑到最后的是盖茨。凭借这项交易，微软将IBM个人电脑及其仿制产品变成了可相互替代的商品，它们唯有靠打价格战来竞争，注定只有微小的利润空间。几个月之后，《个人电脑》杂志创刊号上刊登了一篇对盖茨的采访，他在采访中指出，不久之后，所有个人电脑都将使用同样的标准化微处理器。他说：“硬件的吸引力将大大下降，软件将承担起全部职责。”106