Prvi superračunalniki so za obdelavo informacij uporabljali osnovni koncept elektronskega programiranja in numeričnih transakcij. Z uporabo skalarne tehnike obdelave so bili zgodnji modeli po sodobnih standardih zelo preprosti. Vsak računalnik je lahko obdelal samo en podatek naenkrat z uporabo koncepta integralnih podatkovnih tipov ali števil s plavajočo vejico. Integralni podatkovni tipi v metodologiji računalništva predstavljajo končno podmnožico matematičnih celih števil, ki tvorijo proces. Metoda s plavajočo vejico je sistem, v katerem niz bitov predstavlja racionalno število.
Nekateri drugi prvi superračunalniki pa so za obdelavo podatkov uporabljali vektorske procesorje. Ta nova zasnova centralne procesne enote (CPU) je uporabnikom omogočila izvajanje operacij več matematičnih enačb hkrati. V bistvu je bil sposoben implementirati skalarno metodo obdelave na veliko bolj izpopolnjeni ravni. Ta tehnika je bila v osemdesetih letih zelo prilagojena na znanstveno računalništvo, vendar je izginila s prihodom boljših procesorjev in vzporedne obdelave. Vzporedna obdelava, ki uporablja na tisoče CPE, je postala osnova sodobnih superračunalnikov.
Čeprav so računalniki velikosti sobe obstajali že od štiridesetih let prejšnjega stoletja, so raziskovalci šele v šestdesetih letih prejšnjega stoletja začeli v celoti uporabljati koncept oblikovanja za razvoj prvih superračunalnikov. Glavni znanstvenik, ki je razvil prve superračunalnike, je bil Seymour Cray iz Control Data Corporation. Po izdelavi številnih modelov je leta 1940 zapustil podjetje in ustanovil Cray Research, neodvisno oblikovalsko podjetje. Njegovi načrti za superračunalnike so nadzorovali trg vrsto let pred množičnim zlomom trga superračunalnikov v devetdesetih letih in njegovo smrtjo leta 1960.
Sistem Cray-1™, ki velja za prvi superračunalnik, je bil nameščen leta 1976 v Nacionalnem laboratoriju v Los Alamosu. Takrat je njegova hitrost držala svetovni rekord 160 milijonov operacij na sekundo, znanih tudi kot megaflops. Vseboval je le 8 megabajtov pomnilnika. Vendar pa je bil eden od večjih napredkov, zaradi katerega je bil računalnik trpežen in zmogljiv, njegova zasnova, ki je uporabljala žice, ki niso bile daljše od štirih čevljev (1.22 m). Poleg tega je hladilni sistem uporabljal freon, ki je preprečil pregrevanje.
Kmalu pozneje je Evropski center za srednjeročne vremenske napovedi (ECMWF) pridobil superračunalnik naslednje generacije, Cray 1-A™. Ta je bil opremljen s sistemom, ki je omogočal obdelavo 10-dnevne napovedi v petih urah. Pred tem superračunalnikom je sistem, ki ga je uporabljal ECMWF, potreboval 12 dni za obdelavo enake dolžine napovedi. S to namestitvijo se je najprej ukoreninila doba superračunalnika kot glavnega orodja in za vedno spremenila svet.