ซูเปอร์คอมพิวเตอร์เครื่องแรกใช้แนวคิดพื้นฐานของการเขียนโปรแกรมอิเล็กทรอนิกส์และธุรกรรมเชิงตัวเลขเพื่อประมวลผลข้อมูล การใช้เทคนิคการประมวลผลแบบสเกลาร์การออกแบบเบื้องต้นนั้นง่ายมากโดยมาตรฐานที่ทันสมัย คอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องสามารถประมวลผลข้อมูลได้ครั้งละหนึ่งรายการเท่านั้นโดยใช้แนวคิดของชนิดข้อมูลที่รวมหรือหมายเลขจุดลอยตัว ประเภทข้อมูลที่ครบถ้วนภายในวิธีวิทยาการคอมพิวเตอร์เป็นตัวแทนเซตย่อยที่แน่นอนของจำนวนเต็มทางคณิตศาสตร์เพื่อสร้างกระบวนการ วิธีการจุดลอยตัวเป็นระบบที่สตริงของบิตแสดงถึงจำนวนตรรกยะ
อย่างไรก็ตามซูเปอร์คอมพิวเตอร์เครื่องแรก ๆ บางแห่งใช้เวกเตอร์โปรเซสเซอร์เพื่อดำเนินการประมวลผลข้อมูล การออกแบบหน่วยประมวลผลกลาง (CPU) ใหม่นี้ช่วยให้ผู้ใช้สามารถดำเนินการกับสมการทางคณิตศาสตร์หลาย ๆ อย่างพร้อมกันได้ โดยทั่วไปมันสามารถใช้วิธีการประมวลผลแบบสเกลาร์ในระดับที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น เทคนิคนี้มีความคุ้นเคยกับการคำนวณทางวิทยาศาสตร์อย่างมากในช่วงปี 1980 แต่ก็หายไปพร้อมกับการกำเนิดของซีพียูที่ดีขึ้นและการประมวลผลแบบขนาน การประมวลผลแบบขนานโดยใช้ซีพียูนับพันกลายเป็นพื้นฐานของซุปเปอร์คอมพิวเตอร์สมัยใหม่
แม้ว่าคอมพิวเตอร์จะมีขนาดเท่ากับห้องพักตั้งแต่ทศวรรษที่ 1940 แต่ก็ไม่ได้จนกว่าทศวรรษที่ 1960 ที่นักวิจัยเริ่มใช้แนวคิดการออกแบบเพื่อพัฒนาซูเปอร์คอมพิวเตอร์เครื่องแรก นักวิทยาศาสตร์หลักในการพัฒนาซูเปอร์คอมพิวเตอร์เครื่องแรกคือเซย์มูร์เครย์ที่ Control Data Corporation หลังจากสร้างงานออกแบบจำนวนหนึ่งเขาออกจาก บริษัท ในปี 1980 เพื่อก่อตั้ง Cray Research ซึ่งเป็น บริษัท ออกแบบอิสระ การออกแบบของเขาสำหรับซูเปอร์คอมพิวเตอร์ควบคุมตลาดเป็นเวลาหลายปีก่อนเกิดการชนครั้งใหญ่ของตลาดซูเปอร์คอมพิวเตอร์ในปี 1990 และการเสียชีวิตของเขาในปี 1996
ถือได้ว่าเป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์เครื่องแรก Cray-1 ™ได้รับการติดตั้งในปี 1976 ที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอสอาลามอส ในขณะนั้นความเร็วของมันถือสถิติโลกถึง 160 ล้านครั้งต่อวินาทีหรือที่เรียกว่า megaflops มันมีหน่วยความจำเพียง 8 เมกะไบต์ อย่างไรก็ตามหนึ่งในความก้าวหน้าสำคัญที่ทำให้คอมพิวเตอร์ทนทานและทรงพลังคือการออกแบบซึ่งใช้สายไฟยาวไม่เกินสี่ฟุต (1.22 ม.) นอกจากนี้ระบบทำความเย็นยังใช้ Freon ซึ่งป้องกันความร้อนสูงเกินไป
หลังจากนั้นไม่นานศูนย์พยากรณ์อากาศยุโรป (ECMWF) ได้รับซูเปอร์คอมพิวเตอร์รุ่นใหม่ Cray 1-A ™ สิ่งนี้เหมาะกับระบบที่เปิดใช้การคาดการณ์ 10 วันในการประมวลผลภายในห้าชั่วโมง ก่อนหน้าซูเปอร์คอมพิวเตอร์เครื่องนี้ระบบที่ใช้โดย ECMWF ใช้เวลา 12 วันในการประมวลผลการพยากรณ์ที่ยาวเท่ากัน ด้วยการติดตั้งนี้ยุคของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ในฐานะเครื่องมือสำคัญอันดับแรกที่หยั่งรากทำให้โลกเปลี่ยนไปตลอดกาล
