DirectX 3.0是DirectX 2.0的简单升级版，它对DirectX 2.0的改动并不多 。包括对DirectSound（针对3D声音功能）和DirectPlay（针对游戏/网络）的一些修改和升级 。DirectX 3.0集成了较简单的3D效果，还不是很成熟 。
DirectX 5.0
微软公司并没有推出DirectX 4.0，而是直接推出了DirectX 5.0 。此版本对Direct3D做出了很大的改动，加入了雾化效果、Alpha混合等3D特效，使3D游戏中的空间感和真实感得以增强，还加入了S3的纹理压缩技术 。
同时，DirectX 5.0在其它各组件方面也有加强，在声卡、游戏控制器方面均做了改进，支持了更多的设备 。因此，DirectX发展到DirectX 5.0才真正走向了成熟 。此时的DirectX性能完全不逊色于其它3D API，而且大有后来居上之势 。
DirectX 6.0
DirectX 6.0推出时，其最大的竞争对手之一Glide，已逐步走向了没落，而DirectX则得到了大多数厂商的认可 。DirectX 6.0中加入了双线性过滤、三线性过滤等优化3D图像质量的技术，游戏中的3D技术逐渐走入成熟阶段 。
DirectX 7.0
DirectX 7.0最大的特色就是支持T&L，中文名称是“坐标转换和光源” 。3D游戏中的任何一个物体都有一个坐标，当此物体运动时，它的坐标发生变化，这指的就是坐标转换；3D游戏中除了场景+物体还需要灯光，没有灯光就没有3D物体的表现，无论是实时3D游戏还是3D影像渲染，加上灯光的3D渲染是最消耗资源的 。虽然OpenGL中已有相关技术，但此前从未在民用级硬件中出现 。
在T&L问世之前，位置转换和灯光都需要CPU来计算，CPU速度越快，游戏表现越流畅 。使用了T&L功能后，这两种效果的计算用显示卡的GPU来计算，这样就可以把CPU从繁忙的劳动中解脱出来 。换句话说，拥有T&L显示卡，使用DirectX 7.0，即使没有高速的CPU，同样能流畅的跑3D游戏 。
DirectX 8.0
DirectX 8.0的推出引发了一场显卡革命，它首次引入了“像素渲染”概念，同时具备像素渲染引擎(Pixel Shader)与顶点渲染引擎(Vertex Shader)，反映在特效上就是动态光影效果 。同硬件T&L仅仅实现的固定光影转换相比，VS和PS单元的灵活性更大，它使GPU真正成为了可编程的处理器 。这意味着程序员可通过它们实现3D场景构建的难度大大降低 。通过VS和PS的渲染，可以很容易的营造出真实的水面动态波纹光影效果 。此时DirectX的权威地位终于建成 。
DirectX 9.0
2002年底，微软发布DirectX9.0 。DirectX 9中PS单元的渲染精度已达到浮点精度，传统的硬件T&L单元也被取消 。全新的VertexShader(顶点着色引擎)编程将比以前复杂得多，新的VertexShader标准增加了流程控制，更多的常量，每个程序的着色指令增加到了1024条 。
PS 2.0具备完全可编程的架构，能对纹理效果即时演算、动态纹理贴图，还不占用显存，理论上对材质贴图的分辨率的精度提高无限多；另外PS1.4只能支持28个硬件指令，同时操作6个材质，而PS2.0却可以支持160个硬件指令，同时操作16个材质数量，新的高精度浮点数据规格可以使用多重纹理贴图，可操作的指令数可以任意长，电影级别的显示效果轻而易举的实现 。
VS 2.0通过增加Vertex程序的灵活性，显著的提高了老版本(DirectX8)的VS性能，新的控制指令，可以用通用的程序代替以前专用的单独着色程序，效率提高许多倍；增加循环操作指令，减少工作时间，提高处理效率；扩展着色指令个数，从128个提升到256个 。
增加对浮点数据的处理功能，以前只能对整数进行处理，这样提高渲染精度，使最终处理的色彩格式达到电影级别 。突破了以前限制PC图形图象质量在数学上的精度障碍，它的每条渲染流水线都升级为128位浮点颜色，让游戏程序设计师们更容易更轻松的创造出更漂亮的效果，让程序员编程更容易 。
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