Microsoft on julkistanut Xbox 360:llä toimivat Xbox-pelit. Yhteensopivuuden ovat saaneet esimerkiksi Halot, Ninja Gaidenit, Knights of the Old Republicit, Grand Theft Autot, Half-Life 2 ja Pro Evolution Soccer 5. Xbox 360:n julkaisussa yhteensopivia Xbox-pelejä on yhteensä yli 200, ja määrän luvataan kasvavan tulevaisuudessa. Ajan tasalla oleva pelilista löytyy Xboxin virallisilta sivuilta.
Jokainen Xbox 360:llä pelattava Xbox-peli tukee HDTV-resoluutioita ja reunojenpehmennystä, minkä vuoksi pelit näyttävät paremmilta kuin Xboxilla. Xbox-pelien aluekoodaus on kuitenkin voimassa myös uudella konsolilla, joten import-pelejä ei voi pelata Suomesta ostetulla Xbox 360:llä. Myöskään pelitallennuksien tai ladattavan sisällön siirto konsolista toiseen ei onnistu.
Xboxin ja Xbox 360:n teknisten eroavaisuuksien vuoksi taaksepäin yhteensopivuus on toteutettu pienillä ohjelmistopohjaisilla emulointitiedostoilla, jotka pitää asentaa Xbox 360:n kiintolevylle. Yhteensopivuus ei siis toimi kiintolevyttömällä Xbox 360 Core Systemillä.
Vakiona Xbox 360 osaa pyörittää vain Haloa ja Halo 2:ta offline-tilassa. Taaksepäin yhteensopivuuden kunnollinen hyödyntäminen vaatii päivityksen, jonka Xbox Liven käyttäjät (myös Silver-asiakkaat) saavat näppärästi Livestä suoraan konsolilleen. Jos verkkoon yhdistäminen ei ole mahdollista, päivityksen voi polttaa CD:lle tai tilata maksua vastaan CD:llä Xbox.comista.
