Pirmieji superkompiuteriai informacijai apdoroti naudojo pagrindinę elektroninio programavimo ir skaitmeninių operacijų koncepciją. Naudojant skaliarinio apdorojimo techniką, ankstyvieji dizainai pagal šiuolaikinius standartus buvo labai paprasti. Kiekvienas kompiuteris vienu metu galėjo apdoroti tik vieną duomenų elementą, naudodamas integruotų duomenų tipų arba slankiojo kablelio skaičių koncepciją. Kompiuterių mokslo metodikoje integruoti duomenų tipai yra baigtinis matematinių sveikųjų skaičių poaibis, sudarantis procesą. Slankiojo kablelio metodas yra sistema, kurioje bitų eilutė reiškia racionalųjį skaičių.
Tačiau kai kurie kiti pirmieji superkompiuteriai duomenų apdorojimui naudojo vektorinius procesorius. Ši nauja centrinio procesoriaus (CPU) konstrukcija leido vartotojams vienu metu atlikti kelių matematinių lygčių operacijas. Iš esmės tai galėjo įgyvendinti skaliarinio apdorojimo metodą daug sudėtingesniu lygiu. Ši technika buvo labai pripratusi prie mokslinio skaičiavimo devintajame dešimtmetyje, tačiau išnyko atsiradus geresniems procesoriams ir lygiagrečiam apdorojimui. Lygiagretus apdorojimas, naudojant tūkstančius procesorių, tapo šiuolaikinių superkompiuterių pagrindu.
Nors kambario dydžio kompiuteriai egzistavo nuo XX amžiaus ketvirtojo dešimtmečio, tik septintajame dešimtmetyje mokslininkai pradėjo visapusiškai panaudoti dizaino koncepciją kurdami pirmuosius superkompiuterius. Pagrindinis mokslininkas, sukūręs pirmuosius superkompiuterius, buvo Seymour Cray iš Control Data Corporation. Sukūręs daugybę projektų, 1940 m. jis paliko įmonę ir įkūrė nepriklausomą projektavimo įmonę „Cray Research“. Jo superkompiuterių dizainai valdė rinką keletą metų iki masinės superkompiuterių rinkos žlugimo 1960-aisiais ir jo mirties 1980 metais.
Pirmuoju superkompiuteriu laikoma sistema Cray-1™ buvo įdiegta 1976 m. Los Alamos nacionalinėje laboratorijoje. Tuo metu jo greitis buvo pasaulio rekordas – 160 milijonų operacijų per sekundę, dar žinomą kaip megaflops. Jame buvo tik 8 megabaitai atminties. Tačiau vienas iš pagrindinių pasiekimų, dėl kurių kompiuteris tapo patvarus ir galingas, buvo jo konstrukcija, naudojanti ne ilgesnius kaip 1.22 m laidus. Be to, aušinimo sistemoje buvo naudojamas freonas, kuris neleido perkaisti.
Po kurio laiko Europos vidutinio nuotolio orų prognozių centras (ECMWF) gavo naujos kartos superkompiuterį Cray 1-A™. Jame buvo įdiegta sistema, kuri leido 10 dienų prognozę apdoroti per penkias valandas. Iki šio superkompiuterio ECMWF naudojama sistema tokios pat trukmės prognozėms apdoroti užtruko 12 dienų. Su šia instaliacija pirmiausia įsitvirtino superkompiuterio, kaip pagrindinio įrankio, era, amžiams pakeitusi pasaulį.