Superkomputer pertama menggunakan konsep dasar pemrograman elektronik dan transaksi numerik untuk memproses informasi. Menggunakan teknik pemrosesan skalar, desain awal sangat sederhana menurut standar modern. Setiap komputer hanya mampu memproses satu item data pada satu waktu, baik menggunakan konsep tipe data integral atau angka floating point. Tipe data integral dalam metodologi ilmu komputer mewakili subset terbatas dari bilangan bulat matematika untuk membentuk suatu proses. Metode floating point adalah sistem di mana string bit mewakili bilangan rasional.
Beberapa superkomputer pertama lainnya, bagaimanapun, menggunakan prosesor vektor untuk melakukan pemrosesan data mereka. Desain unit pemrosesan pusat (CPU) baru ini memungkinkan pengguna untuk melakukan operasi beberapa persamaan matematika secara bersamaan. Pada dasarnya, ia mampu menerapkan metode pemrosesan skalar pada tingkat yang jauh lebih rumit. Teknik ini sangat terbiasa dengan komputasi ilmiah sepanjang tahun 1980-an, tetapi menghilang dengan munculnya CPU yang lebih baik dan pemrosesan paralel. Pemrosesan paralel, menggunakan ribuan CPU, menjadi dasar superkomputer modern.
Meskipun komputer seukuran ruangan telah ada sejak tahun 1940-an, baru pada tahun 1960-an para peneliti mulai sepenuhnya memanfaatkan konsep desain untuk mengembangkan superkomputer pertama. Ilmuwan utama yang mengembangkan superkomputer pertama adalah Seymour Cray di Control Data Corporation. Setelah membangun sejumlah desain, ia meninggalkan perusahaan pada tahun 1980 untuk mendirikan Cray Research, sebuah perusahaan desain independen. Desainnya untuk superkomputer menguasai pasar selama beberapa tahun sebelum kehancuran massal pasar superkomputer pada 1990-an dan kematiannya pada 1996.
Dianggap sebagai superkomputer pertama, sistem Cray-1™ dipasang pada tahun 1976 di Laboratorium Nasional Los Alamos. Pada saat itu, kecepatannya memegang rekor dunia 160 juta operasi per detik, juga dikenal sebagai megaflops. Itu hanya berisi 8 megabyte memori. Namun, salah satu kemajuan besar yang membuat komputer tahan lama dan kuat adalah desainnya, yang menggunakan kabel dengan panjang tidak lebih dari 1.22 m. Selain itu, sistem pendingin menggunakan Freon, yang mencegah panas berlebih.
Tidak lama kemudian, Pusat Prakiraan Cuaca Jangka Menengah Eropa (ECMWF) memperoleh superkomputer generasi berikutnya, Cray 1-A™. Ini dilengkapi dengan sistem yang memungkinkan prakiraan 10 hari diproses dalam lima jam. Sebelum superkomputer ini, sistem yang digunakan oleh ECMWF membutuhkan waktu 12 hari untuk memproses perkiraan yang sama. Dengan instalasi ini, era superkomputer sebagai alat utama pertama kali berakar, mengubah dunia selamanya.