Prva su superračunala koristila osnovni koncept elektroničkog programiranja i numeričkih transakcija za obradu informacija. Koristeći tehniku skalarne obrade, rani dizajni bili su vrlo jednostavni prema modernim standardima. Svako je računalo bilo u stanju obraditi samo jednu podatkovnu stavku istovremeno, koristeći ili koncept integralnih tipova podataka ili brojeva s pomičnim zarezom. Integralni tipovi podataka unutar metodologije računalne znanosti predstavljaju konačan podskup matematičkih cijelih brojeva koji tvore proces. Metoda s pomičnim zarezom je sustav u kojem niz bitova predstavlja racionalni broj.
Međutim, neka druga prva superračunala koristila su vektorske procesore za obradu podataka. Ovaj novi dizajn središnje procesorske jedinice (CPU) omogućio je korisnicima izvođenje operacija višestrukih matematičkih jednadžbi istovremeno. U osnovi, uspio je implementirati skalarnu metodu obrade na mnogo složenijoj razini. Ova tehnika je tijekom 1980-ih bila vrlo aklimatizirana na znanstveno računalstvo, ali je nestala s dolaskom boljih CPU-a i paralelne obrade. Paralelna obrada, koja koristi tisuće CPU-a, postala je osnova modernih superračunala.
Iako su računala veličine sobe postojala od 1940-ih, tek su 1960-ih istraživači počeli u potpunosti koristiti koncept dizajna za razvoj prvih superračunala. Primarni znanstvenik koji je razvio prva superračunala bio je Seymour Cray iz Control Data Corporation. Nakon što je izradio niz dizajna, napustio je tvrtku 1980. kako bi osnovao Cray Research, neovisnu dizajnersku tvrtku. Njegovi dizajni za superračunala kontrolirali su tržište nekoliko godina prije masovnog kraha tržišta superračunala 1990-ih i njegove smrti 1996. godine.
Sustav Cray-1™, koji se smatra prvim superračunalom, instaliran je 1976. u Nacionalnom laboratoriju u Los Alamosu. U to je vrijeme njegova brzina držala svjetski rekord od 160 milijuna operacija u sekundi, također poznat kao megaflops. Sadržavao je samo 8 megabajta memorije. Međutim, jedan od glavnih napretka koji je računalo učinio izdržljivim i moćnim bio je njegov dizajn, koji je koristio žice ne veće od četiri stope (1.22 m) duljine. Osim toga, sustav hlađenja koristio je freon, koji je spriječio pregrijavanje.
Kratko vrijeme kasnije, Europski centar za srednjoročne vremenske prognoze (ECMWF) nabavio je superračunalo sljedeće generacije, Cray 1-A™. Ovo je opremljeno sustavom koji je omogućio obradu 10-dnevne prognoze za pet sati. Prije ovog superračunala, sustavu koji je koristio ECMWF trebalo je 12 dana za obradu iste duljine prognoze. S ovom instalacijom, era superračunala kao glavnog alata prvi je put zaživjela, promijenivši svijet zauvijek.