Xbox Series X si definisce meglio anche per quanto riguarda lo spazio di archiviazione interno e il sistema utilizzato per l'hard drive SSD NVMe, che può essere espanso attraverso l'utilizzo di card proprietarie che si inseriscono in uno slot apposito, ma è previsto anche il supporto per gli hard disk tradizionali via USB 3.
L'SSD interno di Xbox Series X è un NVMe da 1TB, dunque offre abbastanza spazio per contenere vari giochi ma, come sapranno bene tutti gli utenti anche delle attuali console, non abbastanza da poter contenere delle intere librerie.
Tuttavia, per poter espandere la memoria interna si dovrà ricorrere all'acquisto di speciali memory card in formato proprietario da inserire nell'apposito slot sul retro di Xbox Series X: questo garantisce il mantenimento delle performance di velocità previste dalla nuova console per l'accesso ai dati, ma può facilmente significare anche una notevole spesa per l'acquisto di questi elementi aggiuntivi.
L'SSD di Xbox Series X è infatti un NVMe custom, che rientra nella "Velocity Architecture" sviluppata da Microsoft per la sua nuova console e richiede dunque dei componenti appositi. In ogni caso, la console supporta anche il collegamento di hard disk tradizionali attraverso USB 3.2, ma questi potranno essere utilizzati solo per far funzionare giochi Xbox One, Xbox 360 e precedenti, oppure per immagazzinare anche giochi Xbox Series X ma senza poterli far andare da tale supporto, perché i giochi specificamente pensati per sfruttare la nuova console devono comunque essere installati nell'SSD interno.
L'SSD NVMe custom di Xbox Series X è prodotto da Seagate: considerando che un modello NVMe standard di tale marca da 1TB può costare oltre 200 euro, è facile aspettarsi un prezzo decisamente alto per i modelli custom apposta per la nuova console Microsoft.