Primele supercalculatoare au folosit conceptul de bază de programare electronică și tranzacții numerice pentru a procesa informații. Folosind o tehnică de procesare scalară, primele modele au fost foarte simple după standardele moderne. Fiecare computer a putut procesa doar un element de date la un moment dat, folosind fie conceptul de tipuri de date integrale, fie numere în virgulă mobilă. Tipurile de date integrale în cadrul metodologiei informaticii reprezintă un subset finit de numere întregi matematice pentru a forma un proces. Metoda virgulă mobilă este un sistem în care un șir de biți reprezintă un număr rațional.
Cu toate acestea, unele dintre celelalte primele supercomputere au folosit procesoare vectoriale pentru a-și desfășura prelucrarea datelor. Acest nou design al unității centrale de procesare (CPU) a permis utilizatorilor să efectueze operații cu mai multe ecuații matematice simultan. Practic, a fost capabil să implementeze metoda de procesare scalară la un nivel mult mai elaborat. Această tehnică a fost foarte aclimatată cu calculul științific de-a lungul anilor 1980, dar a dispărut odată cu apariția procesoarelor mai bune și a procesării paralele. Procesarea paralelă, folosind mii de procesoare, a devenit baza supercalculatoarelor moderne.
Deși computere de dimensiunea unei camere existau încă din anii 1940, abia în anii 1960 cercetătorii au început să utilizeze pe deplin conceptul de design pentru a dezvolta primele supercomputere. Principalul om de știință care a dezvoltat primele supercomputere a fost Seymour Cray de la Control Data Corporation. După ce a construit o serie de proiecte, a părăsit firma în 1980 pentru a înființa Cray Research, o companie independentă de design. Proiectele sale pentru supercomputere au controlat piața timp de câțiva ani înainte de prăbușirea în masă a pieței de supercomputere în anii 1990 și moartea sa în 1996.
Considerat a fi primul supercomputer, sistemul Cray-1™ a fost instalat în 1976 la Laboratorul Național Los Alamos. La acea vreme, viteza sa deținea recordul mondial de 160 de milioane de operațiuni pe secundă, cunoscut și sub numele de megaflops. Conținea doar 8 megaocteți de memorie. Cu toate acestea, unul dintre progresele majore care au făcut computerul durabil și puternic a fost designul său, care a folosit fire de cel mult patru picioare (1.22 m) în lungime. În plus, sistemul de răcire a folosit freon, care a prevenit supraîncălzirea.
La scurt timp mai târziu, Centrul European pentru Prognoze Meteorologice pe Discurs Mediu (ECMWF) a obținut supercomputerul de generație următoare, Cray 1-A™. Acesta a fost echipat cu un sistem care a permis procesarea unei prognoze pe 10 zile în cinci ore. Înainte de acest supercomputer, sistemul utilizat de ECMWF a durat 12 zile pentru a procesa aceeași lungime de prognoză. Odată cu această instalare, era supercomputerului ca instrument major a prins pentru prima dată rădăcini, schimbând lumea pentru totdeauna.