俗话说，与什么样的人合作，你也会成为什么样的人。盖茨对选择伙伴，甚至是选择对手都是非常认真的。与人合作讲究的是发展共赢，即使对方是一只吃人的老虎，他也不怕，正所谓不入虎穴，焉得虎子。
微软与IBM在1980年11月6日正式签订合作合同。在当时来讲，IBM是电脑界的巨头，而微软才刚开始起步，他们俩的合作就好像大象与蚂蚁的交流，相对大象来说，踩死一只蚂蚁是易如反掌，而对微软这只小蚂蚁来说，它要利用这只大象来扬帆出海，正趼谓要想得虎子怎能不进虎穴呢？
按照合同规定，这些软件的开发必须在1981年3月底完成。能不能完成，盖茨自己心里并非完全有把握，但是为了那点可能，他必须在“虎穴”里走一遭。他们雇请了蒂姆·帕特森来协助设计操作系统，比尔·盖茨则负责原来为阿尔塔计算机设计的BASIC，使它能用于IBM公司的个人计算机。
他们要解决的首要问题，就是按IBM的要求，将QDOS使用的8英寸磁盘改为使用5. 25英寸磁盘，这牵涉到了记录状态的变更。开发工作的困难有的可以预计，有的难以预料。
微软公司在感恩节的周末才收到IBM送来的一台样机。鲍勃·奥里尔负责对原QDOS加工，将它转变成IBM个人计算机要求的专业软件。但最初IBM计算机的规格只有一个雏形，并没有规定全部细节，为了在IBM要求的期限完成这个软件的开发，鲍勃只好冒险一试。收到样机以后，他就同迈克·科特尼开始在那间闷热难熬的小屋子里紧张工作。他们使用了两种计算机，这些机器持续不断发出的热量不仅使屋子里的温度又上升了好几度，叫人受不了，而且更严重的是引起了计算机本身工作的不稳定。研发工作也就难以进行下去，他们花好几个小时在软件上寻找原因，结果才知道原因是在计算机上。
1981年1月5日，鲍勃·奥里尔终于决定给IBM的卢·弗拉申斯基写信，说明这个问题，他写道：“几个星期以来，微软公司的人勤奋工作，在你们送来的个人计算机样机上安装QDOS。刚开始时，硬件运行是正常的。令人满意。但是不久之后就不稳定了。IBM公司的工程师认为问题出在样机上。可能是由于计算机工作时产生热量，使一些地方发生了接触不良的现象。……为了在计算机上安装合适的操作系统，我们有时不得不花好多天时间来查明问题是出在硬件上还是欤件上。我们就这样浪费了许多时日。虽然如此，我们还是有可能在1月12日前完成预定的DOS和BASIC的开发。不过，我们再也不能浪费时间了。”
后来，微软公司的程序编制员尼尔·孔森也参加了鲍勃他们的工作，小小的房间里又增加了一台计算机，气温有时几乎达到40C，计算机的工作可靠性进一步下降，他们只好违背保密禁令，终日房门大开。但他们仍然害怕IBM公司的视察员前来检查，就建立了一个“警报系统”，IBM的人一来，就会有雇员立刻向他们报警。不过，这个“系统”也有失灵的时候。有一次，IBM的一个视察人员悄悄来到公司，没有被人发现。他直接闯入鲍勃他们的工作室，见大门敞开，一些计算机零件甚至放在室外，就马上要求公司对此做出解释。微软公司受到很大的压力，从此以后，保密规定执行得更加严厉，IBM也加强了检查系统。微软公司雇员们的日子更加难过，他们几乎没有任何喘气的机会。
到了1981年2月，微软公司的MS-DOS终于能在样机上正常运行了，但鲍勃发现计算机运行的速度比预期的要慢，“并不比苹果Ⅱ机快”。他又给IBM的帕特·哈灵顿写信说：“我们不能肯定，这台样机的速度是否是最快的最后版本。我们担忧的是《个人电脑》杂志对样机首次评价，可能就会根据目前这一台样机做出。如果我们没有超过8位处理器的速度，我们的产品给人的第一印象就不会是好的。”鲍勃不久之后就得到了IBM公司的回信。信中称：“……你信中提出的问题现在已经得到解决。……你对计算机样机运行情况的担忧，得到了我们的一致赞赏。IBM的工程技术人员已经告诉我，最后推出的产品将对所有的缺点进行改进……”
除此之外，还有一个硬件问题也使开发工作不能如期完成。IBM样机的基本输入和输出系统( BIOS)不能把数据输入64k以上的位置，否则就死机。直到4月，鲍勃才发现这个问题，IBM马上派工程师去西雅图解决，但这样已经使微软公司损失了整整两个月的时间。另外，IBM应当提供的游戏杆控制卡直到2月才送到，BASIC的开发进度也受到影响。3月初。IBM的代表同微软公司会谈，讨论如何提前软件的交赁日期。他们提出了一个新的日程表，微软公司同意了这个日程安排，但强调如果IBM公司提供的硬件不可靠，他们也难以按日程安排交货。
微软公司其他人员的任务便是对PASCAL、COBOL、FORTRAN等语言进行转换。整个来说，这是一项浩繁无比的工作，而要求完成的时间又实在有限。在签订合同之前，比尔·盖茨他们就怀疑能否在规定的期限里完成这项工作，但三思之后，仍然决定冒险一试。他和公司的全体人员自始至终承受着IBM公司的强大压力。比尔·盖茨一伙多年以来已经不止一次抢时间加班加点地工作，而这一次他们面临的是一项具有历史性转折意义挑战，不能不慎重对待。这伙人似乎在世界上消失了，不仅冬天去滑雪的传统爱好自然取消，就连去佛罗里达州肯尼迪角参观史无前例的航天飞机发射这样诱人的事情也差点成为泡影。
在同IBM公司的合作中，盖茨学到了很多东西。IBM的工作方法也对微软公司采用的标准产生了重大影响。微软公司的软件要经受IBM用非常先进的方法进行严格测试，比尔·盖茨甚至认为这种测试近于残酷。为了考验软件的质量，他们把软件送给许多特定的用户使用，以便能找出隐藏得很深的错误。这往往需要好几年的时间。微软公司注意到了这个要求，便逐渐改善了公司产品质量检测、计划编制及安全措施等系统的一系列做法。
结果，微软公司的任务如期完成这令比尔·盖茨大大松了一口气。IBM公司的“西洋棋计划”也获得成功。1981年7月，微软公司得到正式通知，IBM公司不久将发布新一代个人计算机诞生的消息。
根据比尔·盖茨的建议，IBM设计组设计制造的第一台个人计算机使用16位微处理芯片8088，这是一个非同小可的跃进，它使个人计算机从玩具水平提高到了作为商业工具的应用水平。IBM公司还采用了比尔·盖茨提出的另一种明智构思——采用开放式设计，让其他公司可以仿制，从而建立起一个新的个人计算机标准。他曾说，假如人们知道一个操作系统的技术细节，就很容易为这个系统设计软件。
但这次，比尔·盖茨为什么一反过去严加保密的态度，而主张公开软件的秘密呢？比尔·盖茨对MS - DOS采用开放政策，这无疑又是一个风险，因为他看到要阻止盗版极其困难；打击盗版的费用高得出奇，不如将这笔资金转入研究，与其让自己的软件被别人无偿复制，最终成为一种事实，不如变被动为主动，先行公开自己酌软件。这样，一般就再不会有人去设计另外的操作系统了，而微软则会一如既往的继续开发新软件，这样微软就成了行业中一切软件使用的标准。这虽然是冒险了点，但舍弃更小的，换取更大的品牌这无疑是值得的。因为这样别人就能无偿使用你的软件而不用付任何的费用，这直接损害了微软的利益，这里就体现出盖茨非凡的胆识和战略眼光。当我们回过头来分析，盖茨是多么具有预见性。
虽然这一次与IBM的合作，微软公司承受了IBM给它的巨大压力和痛苦，且让比尔·盖茨意识到，这也是一次蚂蚁与大象共舞的较量。但盖茨利用IBM完善的销售网络和强大的品牌力量使得他们自己开发的DOS操作系统成为电脑界的一个标准，这为后面盖茨脱离IBM，在DOS基础上开发视窗系统掀起新一轮的电脑革命成为可能。