El OB-Xa fue lanzado en diciembre de 1980, reemplazando al OB-X después de solo un año en el mercado. El OB-Xa fue el primer producto de Oberheim adornado con rayas horizontales azules sobre fondo negro que se convertiría en la imagen comercial estándar para futuros productos de Oberheim. Mientras que el OB-Xa ofrecía la misma polifonía que su predecesor (se ofrecían modelos de 4, 6 y 8 voces), su teclado se podía dividir en dos mitades (cada una con su propia voz) o para superponer voces para crear un sonido más grueso (esencialmente haciendo sonar dos notas por cada tecla pulsada). El OB-Xa también agregó la capacidad de cambiar entre filtros de 2 polos de 12dB y 4 polos de 24dB. Ofrecía modulación de envolvente de filtro para oscilador 2 (que permite que el tono sea modulado por la envolvente) en lugar de la capacidad del OB-X para modular de forma cruzada (modulación de frecuencia del primer VCO con el segundo VCO).
En lugar de los circuitos discretos para osciladores y filtros utilizados por el OB-X, el OB-Xa (y los sintetizadores Oberheim a seguir) cambiaron a circuitos integrados Curtis. Esto hizo que el interior del sintetizador estuviera menos desordenado, facilitando la solución de problemas y reduciendo el costo de fabricación. Se estaba haciendo más difícil dar servicio al OB-Xa debido a la escasez de chips Curtis; sin embargo, Curtis en junio de 2016, Coolaudio y Alfa comenzaron a volver a fabricar algunos de estos chips, lo que ha dado nueva vida a la longevidad del OB-Xa y muchos otros sintetizadores que usan estos chips.