Wersje sprzętowe Xbox One S 13 czerwca 2016 podczas targów E3 2016, Microsoft zaprezentował Xbox One S, nową wersję konsoli Xbox One w odświeżonej obudowie. Nowa obudowa wyróżnia się białym kolorem, jest 40% mniejsza od oryginalnej wersji oraz umożliwia pionowe umieszczenie konsoli. Pojemnościowe, dotykowe przyciski zostały zastąpione fizycznymi, boczny port USB oraz przycisk do synchronizacji kontrolerów zostały przeniesione na przednią część obudowy, zrezygnowano również z zewnętrznego zasilacza na rzecz zintegrowanego. Nowy model nie posiada również dedykowanego portu dla Kinecta, można go podłączyć za pomocą przejściówki na USB.
Nowa wersja umożliwia wyświetlanie filmów w rozdzielczości 4K (streaming sieciowy oraz odtwarzanie płyt Blu-ray 4K UHD). Zapewnia też wsparcie dla technologii High Dynamic Range. Gry mogą być tylko przeskalowane do rozdzielczości 4K.
Sprzęt jest dostępny w wersjach z dyskiem 500 GB, 1 TB oraz w specjalnej edycji z dyskiem 2 TB. Konsola trafiła do sklepów 2 sierpnia 2016.
7 maja 2019 została wydana wersja Xbox One S All-Digital, która pozbawiona jest napędu optycznego. Zapisy do gier są przechowywane w chmurze, a do konsoli dołączono cyfrowe wersje Minecrafta, Sea of Thieves oraz Forzy Horizon 3.