ในยุคเริ่มต้นก่อนสงครามโลกครั้งที่สอง เทคโลโนยี่ทางไฟฟ้า เริ่มพัฒนามาพอสมควร มีระบบโทรศัพท์ เกิดขึ้นราว ปี ค.ศ. 1876 รีเลย์ สร้างในปี ค.ศ. 1888 หลอดสูญญากาศใช้เป็นอุปกรณ์ขยายสัญญาณในปี ค.ศ. 1907 Eccles and Jordan สร้าง วงจร flip-flop electronic switching ซึ่งเป็นวงจรพื้นฐานในสร้างวงจรนับในปี ค.ศ. 1919 เครื่องโทรทัศน์ ในปี ค.ศ. 1927
ในปี ค.ศ. 1887 Herman Hollerith ได้พัฒนาเครื่องเจาะบัตร และ เครื่อง card tabulating สร้างเครื่อง และ ให้ US Census Bureau เช่าเครื่อง ใช้ในการช่วยทำสำมะโนประชากร ของอเมริกา โดยข้อมูลของแต่ละคน อยู่ในรูปบัตรเจาะรู และเครื่อง card tabulating สามารถ อ่านบัตร นับจำนวนได้ ทำให้การนับสำมะโนประชากร เช่นนับว่ามีกี่คน ผู้ชายกี่คน ผู้หญิงกี่คน ทำได้เร็วขึ้นกว่าการนับด้วยมือ ซึ่งเครื่องเจาะบัตร และ เครื่องอ่านบัตร เป็น อุปกรณ์การป้อนข้อมูลและโปรแกรมให้คอมพิวเตอร์ในช่วงเวลาต่อมา เครื่อง card tabulating ถือได้ว่าเป็นเครื่องจักรที่ประมวลผลข้อมูลรุ่นแรกที่มีการใช้งานจริง ต่อ Herman Hollerith ได้ตั้งบริษัท และขยายธุรกิจ ให้เช่าเครื่อง ขายเครื่อง และขายบัตรให้กับธุรกิจหลายประเภท เช่น ธุรกิจการรถไฟ ต่อมาบริษัทมีการเปลี่ยนผู้บริหาร ขยายตัว และเปลี่ยนชื่อเป็นบริษัท IBM ในปี ค.ศ. 1924
ในปี ค.ศ. 1937 Alan Turing ได้ลงพิมพ์บทความ “On Computable Numbers with an Application to the Entscheidungsproblem.” ในบทความได้บรรยายถึง Turing Machine เครื่องจักรในอุดมคติ ซึ่ง สามารถคำนวณทางตัวเลขได้ โดยชี้ให้เป็นว่า การคำนวณส่วนใหญ่ สามารถสร้าง Turing Machine ที่ให้ผลการคำนวณนั้นขึ้นได้ จากนั้น Turing ได้อธิบายถึง Universal Turing Machine เป็น Turing Machine เครื่องหนึ่ง ซึ่งสามารถคำนวนได้อย่างอเนกประสงค์ กล่าวคือ จำลองการทำงานให้เหมือน Turing Machine ที่คำนวณเฉพาะงานอื่นๆ ได้โดยอาศัยโปรแกรม Turing พิสูจน์ให้เห็นว่า Universal Turing Machine สามารถสร้างขึ้นได้ โดยโครงสร้างเหมือนกับ Turing Machine สามารถโปรแกรมให้จำลองการทำงานได้ไม่จำกัด และชี้ให้เห็นว่า มีการคำนวณบางประเภท ที่ไม่สามารถ จะเขียนเป็นโปรแกรมได้ Universal Turing Machine ถือเป็น ต้นความคิดของ เครื่องคอมพิวเตอร์
ในปีเดียวกัน Claude Shannon เขียนวิทยานิพนธ์เรื่องA Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits อธิบายการใช้สวิทช์ ในการคำนวณ Boolean algebra และต่อมา George Stibitz ได้สร้างวงจรรีเลย์ ที่สามารถทำงานบวกเลขฐาน 2 ได้
ในปี ค.ศ. 1939 Stibitz และ S.B. Williams สร้างเครื่อง Complex Number Calculator เป็นเครื่องคำนวนโดยใช้ไฟฟ้า ระบบเลขฐาน 2 เครื่องแรก ส่วนของการคำนวณประกอบด้วย รีเลย์โทรศัพธ์ 450 ตัว และ crossbar switches 10 ตัว สามารถหาค่า quotient ของตัวเลข complex number แปดหลัก สองตัว ในเวลา 30 วินาที
ในยุคสงครามโลกครั้งที่ 2 ปี ค.ศ. 1939-1945 เครื่องคอมพิวเตอร์ ถูกพัฒนาขึ้นจากความต้องการการคำนวณจำนวนมาก เช่น การถอดรหัสลับ การสร้างตารางวิถีลูกกระสุนปืนใหญ่ โดยได้รับงบประมาณสนับสนุนจากทางการทหาร
ในเยอรมัน มีการพัฒนาเครื่องคอมพิวเตอร์ Z1-Z4 โดย Konrad Zuseในช่วงเวลา ปี ค.ศ. 1941 – 1944 ถือได้ว่า เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ เครื่องแรกๆ ของโลก เครื่อง Z1 เป็นเครื่องจักรกล เครื่อง Z2 เป็นระบบจักรกล ผสมกับ รีเลย์ เครื่อง Z3 เป็นระบบ รีเลย์ทั้งหมด มีหน่วยคำนวณ หน่วยความจำ และหน่วยควบคุม ตัวเครื่อง Z3 ถูกทำลายจากระเบิดในสงคราม ถูกสร้างขึ้นใหม่ในทศวรรษ 1960 ส่วนเครื่อง Z4 สร้างในปี ค.ศ. 1943 รอดพ้นจากสงคราม และขายให้ ธนาคารในประเทศ สวิสเซอร์แลนด์ แต่ทั้งนี้ เครื่องคอมพิวเตอร์ชุดนี้ไม่มีผลต่อการพัฒนาคอมพิวเตอร์ในอังกฤษและอเมริกา
ในอเมริกา John Vincent Atanasoff ได้ออกแบบเครื่องคอมพิวเตอร์ และสร้างเครื่องต้นแบบ ใน ราวปี ค.ศ. 1937-1942 ใช้การคำนวณแบบเลขฐานสอง สามารถ บวก ลบเลข โดยใช้หลอดสูญญากาศ มีหน่วยความจำ แต่เครื่องทั้งหมดไม่สมบูรณ์ โครงการสิ้นสุดก่อนจะใช้งานได้ เนื่องจากเริ่มสงครามโลกครั้งที่ 2
ในราวปี ค.ศ. 1943 อังกฤษ ได้ สร้างเครื่องคำนวณอิเลคโทรนิค COLOSSUS เพื่อถอดรหัส ข้อความ ที่เข้ารหัสโดยเครื่อง ENIGMA ของเยอรมันซึ่งใช้ส่งข้อความลับในช่วงสงคราม COLOSSUS ทำงานคำนวณจำกัด เฉพาะด้านการถอดรหัส อย่างไรก็ตาม COLOSSUS สามารถโปรแกรมให้ทำงานกับโปรแกรมย่อยต่างๆได้ COLOSSUS ประกอบด้วยหลอดสุญญากาศกว่า 1,800 หลอด COLOSSUS เป็นความลับทางการทหารที่เปิดเผยในรับทราบในปี ค.ศ. 1970 วิธีการคำนวณการถอดรหัสยังคงเป็นความลับอยู่
ในราวปี ค.ศ. 1937-1944 Howard H. Aiken กับวิศวกรจาก IBM ได้พัฒนาเครื่องคอมพิวเตอร์ IBM automatic sequence controlled calculator หรือเรียกกันว่า Harvard MARK I ใช้ รีเลย์ สวิตช์ เป็นส่วนประกอบหลัก มีชุดควบคุมการคำนวณหลักโดยอ่านโปรแกมจากเทปเจาะรู และ ข้อมูลนำเข้าโดยบัตรเจาะรูอีกทางหนึ่ง สามารถ บวก ลบ คูณ และ หาร เลข ได้ ผลลัพธ์ พิมพ์เป็นบัตรเจาะรู หรือพิมพ์ออกกระดาษ โดยเครื่องพิมพ์ ทหารเรือได้ใช้เครื่องนี้คำนวณ สร้างตารางตัวเลข ในช่วงสงครามโลก
โครงการสร้างเครื่องคอมพิวเตอร์ ENIACโดย John Mauchly และ J. Presper Eckert, Jr. ที่Moore School of Electrical Engineering, University of Pennsylvania ใน Philadelphia ได้เริ่มขึ้นในปี ค.ศ. 1943 สร้างเสร็จใน ปี ค.ศ. 1945 ถือเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ ที่เป็นอิเลคโทรนิคทั้งหมดเครื่องแรก เครื่องออกแบบ เป็นโมดูล การโปรแกรมเครื่องให้ทำงานตามต้องการ โดยการโยงสายไฟ ต่อโมดูลต่างๆ เข้าด้วยกัน เครื่อง ENIAC ใช้หลอดสุญญากาศกว่า 18,000 หลอดในการคำนวณตัวเลข เครื่องสูง 10 ฟุต กินเนื้อที่กว่า 1,000 ตารางฟุต หนักรวม 30 ตัน ใช้ไฟกว่า 150 กิโลวัตต์ โดยเครื่อง สามารถทำการคำนวณได้ 300 ครั้งต่อวินาที ราคารวม $486,800 ENIAC ได้นำไปใช้งานที่ U.S. Army Ballistics Research Laboratory, Aberdeen Proving Grounds, Maryland จนถึงปี ค.ศ. 1955
EDVAC พัฒนาต่อจาก ENIAC โดยมีหน่วยความจำสำหรับชุดคำสั่งเป็นอุปกรณ์อิเลคโทรนิค โดยใช้ Mercury (acoustic) delay lines โปรแกรมจะส่งเข้าไปอยู่ในหน่วยความจำ และการทำงานของเครื่อง เป็นไปตามชุดคำสั่งนั้นๆ สร้างเสร็จในปี ค.ศ. 1952
[ The first transistor ] ในปี ค.ศ. 1947 Bell Lab โดย J. Bardeen, H.W. Brattain, และ W. Shockley ได้สร้าง ทรานซิสเตอร์ (Transistor) ต้นแบบได้ และได้เริ่มมีการผลิตในต้นทศวรรษ 1950 ทรานซิสเตอร์ สามารถใช้เป็น สวิตช์ และ ขยายสัญญาณ ได้เช่นเดียวกับหลอดสูญญากาศ มีข้อดีมากกว่ามาก เช่น ใช้พลังงานน้อยกว่า ขนาดเล็กกว่า และมีความเชื่อถือได้สูงกว่า ทำให้ ทรานซิสเตอร์ มาแทนที่หลอดสูญญากาศในเกือบทุกด้าน รวมทั้งเครื่องคอมพิวเตอร์ด้วย
ในปี ค.ศ. 1951 เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในงานทั่วไป ที่ไม่ได้ใช้เพื่อการทหารได้ออกจำหน่าย ในรูปแบบของการจ้างสร้างเครื่อง โดยบริษัท Remington Rand มี John Mauchly และ J. Presper Eckert, Jr ผู้สร้าง ENIAC เป็นผู้คุมทีมสร้างเครื่อง UNIVAC I ใช้เทคโลโนยีเดียวกับ EDVAC และได้พัฒนา digital magnetic tape สามารถบวกเลขฐาน 2 สิบหลัก ได้ 100,000 ตัวต่อวินาที ใช้สัญญาณนาฬิกาความถี่ 2.25 เมกะเฮิสซ์ โดยเครื่องแรกส่งมอบให้ Census Bureau ราคาประมาณ $100,000 ในปี 1954 บริษัทได้ผลิต Univac ERA 1103A โดยใช้ ferrite-core memory
ในปี ค.ศ. 1951-1952 Grace Murray Hopper พัฒนาโปรแกรม compiler A-0 เป็น compiler โปรแกรมแรก ที่เปลี่ยน Assembly code ให้เป็น Machine code สำหรับเครื่อง UNIVAC ต่อมาได้พัฒนา compiler ที่เปลี่ยนประโยคภาษาอังกฤษ เป็น Machine code B-0 (FLOW-MATIC) ในปี ค.ศ. 1957 เป็นต้นกำเนิดของ ภาษา COBOL
ในปี ค.ศ. 1952 บริษัท IBM ได้จำหน่ายเครื่องคอมพิวเตอร์ รุ่น 701 เป็นการเปลี่ยนองค์กรของ IBM จากการขายเครื่องเจาะบัตรเป็นการขายเครื่องคอมพิวเตอร์ IBM 701 ใช้ magnetic tape มีหน่วยความจำแบบ magnetic drum และ cathode-ray tube storage
ในปีถัดมา IBM 650 หรือเรียกว่า Magnetic Drum Calculator ถูกผลิตขึ้นและเป็นเครื่องที่มีการจำหน่ายมาก IBM สามารถครองตลาดคอมพิวเตอร์ได้มากกว่าครึ่งในปี ค.ศ. 1955
มีการพัฒนาโปรแกรม Complier และ สร้างภาษาคอมพิวเตอร์ระดับสูง ภาษา FORTRAN เริ่มพัฒนาในปี ค.ศ. 1954 โดย John Backus และคณะใน IBM ส่งมอบให้ใช้งานได้ในราวปี ค.ศ. 1958 FORTRAN ย่อมาจาก FORmula TRANslator เป็นภาษาที่ออกแบบมาเพื่อให้เขียนโปรแกรมได้ง่ายขึ้นกว่าใช้ภาษาเครื่อง โดยเฉพาะการคำนวณทางวิทยาศาสตร์ สูตรทางคณิตศาสตร์สามารถเปลี่ยนเป็น ภาษา FORTRAN ได้โดยง่าย
ในปี ค.ศ. 1954 Texas Instruments ผลิตทรานซิสเตอร์ออกขายสู่ท้องตลาด 7 ปีจากต้นแบบ
ในปี ค.ศ. 1956-57 IBM ได้สร้าง เครื่อง รุ่น IBM 305 RAMAC และ 650 RAMAC โดยมี hard disk และ เทคโลโนยี่ RAMAC (random-access method of accounting and control) Hard disk เป็นรุ่นแรกที่ผลิต โดยเป็น แผ่นขนาด 2 ฟุต จำนวน 50 แผ่นมีความจุ 5 MByte (สำหรับเครื่อง 350)
ในปี ค.ศ. 1956 บริษัท Univac เปิดตัวเครื่องคอมพิวเตอร์ Univac II ใช้ ทรานซิสเตอร์ เป็นส่วนประกอบของหน่วยประมวลผลกลาง (แต่ยังใช้หลอดสุญญากาศจำนวนหนึ่ง ขณะนั้น ทรานซิสเตอร์ ยังมีราคาแพงกว่าหลอด) จัดจำหน่ายในปี ค.ศ. 1958
ในปี ค.ศ. 1958 นั้น Seymour Cray สร้างเครื่องคอมพิวเตอร์ให้กับบริษัท Control Data Corporation รุ่น CDC 1604 โดยใช้ ทรานซิสเตอร์ ทั้งหมด ใช้ ทรานซิสเตอร์ กว่า 25,000 ตัว ออกจำหน่ายปี ค.ศ.1960 ราคา $750,000
IBM เปิดตัว และ ขาย IBM 1401 ซึ่งใช้ ทรานซิสเตอร์ ทั้งหมดในช่วงเวลาใกล้กันในราคา $14,700 เป็นคอมพิวเตอร์ที่ได้รับความนิยม เป็นระบบคอมพิวเตอร์แรกที่มียอดขายกว่า 10,000 เครื่องระบบแรก (CDC 1604 มีความสามารถในการคำนวณสูงกว่า IBM 1401)
ในปี ค.ศ. 1958 Integrated Circuit, คือการสร้างวงจรอิเลคโทรนิคบนแผ่นซิลิคอนแผ่นเดียวกัน, ได้ต่างพัฒนาขึ้นพร้อมๆกันโดย Jack Kilby บริษัท Texas Instruments และ Robert Noyce บริษัท Fairchild Semiconductor ทั้งคู่จดลิกขสิทธ์ ในปี 1959 Jack Kilby และ Texas Instruments ได้รับ U.S. patent #3,138,743 สำหรับ miniaturized electronic circuits ส่วน Robert Noyce และ Fairchild Semiconductor Corporation ได้รับ U.S. patent #2,981,877 สำหรับ silicon based integrated circuit บริษัท Texas Instruments ได้เริ่มผลิต และ จัดจำหน่าย IC ในปี 1961
ในปี ค.ศ. 1958 บริษัท Bell ได้พัฒนา modem data phone เป็นอุปกรณ์ส่งข้อมูลฐาน 2 ทางสายโทรศัพท์
ในปีค.ศ. 1959 ภาษา COBOL (Common Business-Oriented Language) ได้พัฒนาขึ้นโดยกระทรวงกลาโหมสหรัฐ เพื่อเป็นภาษาคอมพิวเตอร์กลาง สำหรับการเขียนโปรแกรมทางการประมวลผลข้อมูล คณะกรรมการได้ออกแบบ ภาษา COBOL โดยสามารถจัดการข้อมูลที่เป็นตัวหนังสือได้ดี และ มีลักษณะเป็นประโยคภาษาใกล้เคียงกับภาษาอังกฤษ ทำให้ตัวโปรแกรมสามารถอ่านได้เข้าใจง่าย บริษัทคอมพิวเตอร์ได้นำข้อกำหนด ไปเขียน complier
ในปี 1964 John Kemeney และ Thomas Kurtz เริ่มพัฒนาภาษา BASIC (Beginner's All-purpose Symbolic Instruction Code) ที่ Dartmouth College เพื่อใช้ในการเรียนการสอน เป็นภาษาที่ง่ายไม่ซับซ้อน
IBM System/360 ในปี ค.ศ. 1964 IBM ได้ลงทุนพัฒนากว่า 5 พันล้านเหรียญ สร้างเครื่องคอมพิวเตอร์ ตระกูล SYSTEM 360 ขายออกสู่ตลาดเพื่อใช้ในงานทางธุรกิจ โดยเป็นแนวคิดใหม่ที่ให้ เครื่องตระกูลนี้มีหลายขนาด (มีหน่วยประมวลผล 5 รุ่น จัดได้ 19 รูปแบบ ขึ้นกับขนาดของหน่วยความจำ ความเร็ว ความสามารถในการคำนวณ) โดยจัดให้ตรงกับความต้องการของลูกค้า ในราคาที่เหมาะสม ถ้าต้องการความสามารถเพิ่ม ก็เปลี่ยนอุปกรณ์ โดยที่อุปกรณ์ต่างๆ สามารถทำงานร่วมกันได้ และโปรแกรมก็สามารถใช้ได้กับทุกรุ่น ระบบนี้ กลายเป็นมาตรฐานของระบบ Mainfram ในช่วงเวลานั้น บริษัทคอมพิวเตอร์อื่นๆ ได้สร้างเครื่องให้ใช้โปรแกรม และ อุปกรณ์ ของ IBM รุ่นนี้ได้
ในปี ค.ศ. 1963 บริษัท Digital Equipment Corporation (DEC) ผลิตเครื่องคอมพิวเตอร์ออกสู่ท้องตลาด ในราคาต่ำกว่าและขนาดเล็กกว่า เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ขายอยู่ในขณะนั้น ซึ่งเรียกว่าเครื่องมินิคอมพิวเตอร์ โดยเริ่มจากเครื่อง PDP-5 ในปี ค.ศ. 1965 PDP-8 เป็นเครื่องที่ประสบความสำเร็จในด้านการตลาด มีราคา ประมาณ $16,000 ทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์เริ่มมีใช้งานในระดับหน่วยงานย่อยๆ เช่นห้องทดลองในมหาวิทยาลัย แทนที่จะเป็นคอมพิวเตอร์แบบรวมศูนย์กลาง (Computer Center)
ที่ ศูนย์คอมพิวเตอร์ มหาวิทยาลัย MIT ได้พัฒนา ระบบโปรแกรม เพื่อให้คอมพิวเตอร์ สามารถใช้งาน เสมือนว่าใช้พร้อมกันได้หลายคน เป็นระบบ Time-Sharing กล่าวคือ คอมพิวเตอร์ สลับการทำงานให้บริการแก่ผู้ใช้แต่ละคนอย่างรวดเร็ว จนผู้ใช้รู้สึกว่าทำงานอยู่กับเครื่องอย่างต่อเนื่อง ระบบนี้เริ่มในปี ค.ศ. 1961 ในบริการแก่ผู้ใช้ในห้องปฏิบัตการคอมพิวเตอร์ เป็นประจำในปี ค.ศ. 1963 ต่อมาพัฒนาเป็นระบบปฏิบัติการ Multics ในปี ค.ศ. 1969 ซึ่งต่อมาจัดจำหน่ายพร้อมกับระบบคอมพิวเตอร์ของบริษัท Honeywell Information Systems ในปี ค.ศ. 1973
ในปี ค.ศ. 1966 บริษัท Fairchild ผลิต IC logic gate, a quad two-input NAND gate, แบบ TTL ออกจำหน่าย ซึ่งเป็น IC ที่จะใช้ในคอมพิวเตอร์ต่อมา (8 ปีหลังจากต้นแบบ) ในปี ค.ศ. 1968 บริษัท Burroughs ได้ผลิต คอมพิวเตอร์ รุ่น B2500 และ B3500 เป็น คอมพิวเตอร์ที่ใช้ IC รุ่นแรก
ปลายปี ค.ศ. 1967 กระทรวงกลาโหม อเมริกา ให้ทุนศึกษาและออกแบบ เรื่องการต่อเครื่อข่ายคอมพิวเตอร์ เป็นจุดเริ่มต้นของ ARPANET ซึ่งต่อมากลายเป็น Internet โดยเริ่มมีการต่อใช้จริงในปี ค.ศ. 1969 โดย ต่อระหว่าง มหาวิทยาลัย UCLA, UC Santa Barbara, SRI, และ University of Utah
ในปี ค.ศ. 1969 - 1973 Ken Tompson, Dennis Ritchie และคณะ ได้พัฒนาระบบปฏิบัติการ Unix พร้อมกับพัฒนาภาษา C โดย Unix เริ่มพัฒนาบนเครื่อง PDP-7 และเขียนโดยภาษา C เนื่องจาก Unixโปรแกรมในภาษาระดับสูง ทำให้ Unix สามารถย้ายไปลงในระบบอื่นได้โดยง่าย Unix จึงเป็นที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย
ในปี ค.ศ. 1970 E.F. Codd นักวิจัยจากบริษัท IBMได้ตีพิมพ์ผลงาน “A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks” เสนอหลักการของ relational database ซึ่งเป็นรากฐานที่สำคัญของระบบ database ในปัจจุบัน ในปีเดียวกัน บริษัท Intel เริ่มผลิต IC หน่วยความจำ RAM ขนาด 1 Kbyte ออกจำหน่าย
ในปี ค.ศ. 1971 IBM ได้ผลิตเครื่องอ่านเขียน และ “memory disk” หรือ floppy disk ในปัจจุบัน ซึ่งมีผลทำให้การโอนย้ายข้อมูลและโปรแกรมสะดวกขึ้นมาก floppy disk ที่ผลิตขึ้น มีขนาด 8 นิ้ว ความจุ 250KByte ขายพร้อมระบบ 3740 Data Entry System
Microprocessor คือการนำเอาวงจรหน่วยประมวลผลหลักของคอมพิวเตอร์ไปสร้างอยู่บน IC ตัวเดียว ได้เริ่มพัฒนาในราวปี ค.ศ. 1971 โดย Intel ผลิต Microprocessor 4004 เป็น microprocessor แบบ 4 บิท ประกอบด้วย ทรานซิสเตอร์ ประมาณ 2,300 ตัว ในช่วงแรก ผลิตมาเพื่อทำเครื่องคิดเลข
ในปี ค.ศ. 1973 นักวิจัยของ Xerox PARC พัฒนาเครื่องต้นแบบของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล โดย พัฒนา เมาส์ ระบบเครือข่าย Ethernet และ Graphical User Interface ได้สร้างเครื่องต้นแบบ Alto จัดจำหน่ายไม่มากนักให้สถาบันการศึกษา