2005年，在微軟的授權和幫助下，龍芯完成了BSP支持包的設計，並通過了微軟NSTL的內部測試，從而成為第壹款真正全面支持WindowsCE系統的國產通用處理器。之後，龍芯試圖委托微軟做NSTL測試，但MIPS介入並以侵犯知識產權為由取消了測試。
2006年3月，龍芯通過購買意法半導體授權的MIPS64架構獲得了MIPS指令的使用權，通過購買技術暫時擺脫了知識產權的法律糾紛。龍芯二號於2003年正式完成並發布。
龍芯2是64位處理器，內部頻率300MHz到500MHz。500MHz版本與英特爾奔騰III和奔騰4的1GHz版本具有相似的性能水平。這裏所指的性能主要是基於SPEC CPU2000的測試項目(整數運算性能)。由於架構設計問題，龍芯在浮點性能上遠遠落後於同頻奔騰處理器。。
龍芯2的原版采用0.13微米工藝技術。其實龍芯二號叫系列，經歷了幾個步驟的進化。已知的型號有2、2A、2B、2C、2E和2F。
2006年6月，繼龍芯2E在法國獲得成功之後，全球第五大集成電路制造商意法半導體公司與中科院計算所簽署技術許可協議，購買龍芯2E的生產和全球銷售權。
2006年9月13日，我國科學家宣布龍芯2E通用CPU芯片研制成功。它是壹款64位MIPS指令集的RISC處理器，擴展了許多多媒體指令，采用90 nm CMOS工藝。晶體管數量為4700萬，芯片面積為6.8毫米× 5.2毫米..最高頻率達到1.0GHz，壹般頻率800MHz，功耗5-7瓦左右。實際工作頻率設置為660MHz。規格方面，龍芯2E處理器擁有128KB壹級緩存和512KB二級緩存。在性能上，其單精度浮點運算速度為每秒80億次，雙精度浮點運算速度為每秒40億次。在1.0GHz主頻下，SPEC CPU2000的成績是500，綜合性能達到奔騰III和奔騰4的水平。
5438年6月+2007年2月，首臺采用336個64位龍芯2F處理器的國產萬億次高性能計算機KD-50-I研制成功，理論峰值計算能力達到1.008萬億次。該項目由中國科技大學教授陳國良院士主持。電腦的成本控制在80萬人民幣以下。龍芯3於2009年出道。首款多核龍芯處理器。處理器采用65納米工藝。
龍芯3A的工作頻率為900 MHz ~ 1GHz。當頻率為1 GHz時，雙精度浮點運算峰值速度達到每秒16億次，單精度浮點運算峰值速度達到每秒320億次。龍芯3A采用意法半導體65nm CMOS工藝生產，425m晶體管。芯片采用BGA封裝，1121引腳，功耗小於15w。
龍芯3A集成了四個64位超標量處理器內核、4MB L2緩存、兩個DDR2/3內存控制器、兩個高性能超傳輸控制器、壹個PCI/PCIX控制器和LPC、SPI、UART、GPIO等低速I/O控制器。龍芯3A的指令系統兼容MIPS64，通過指令擴展支持X86二進制翻譯。
龍芯3在包括服務器、高性能計算機、低能耗數據中心、個人高性能計算機、高端桌面應用、高通量計算應用、工業控制、數字信號處理、高端嵌入式應用等產品中具有廣闊的市場應用前景。
龍芯3A等不支持windows操作系統。