在第二次世界大战中，美国政府寻求计算机以开发潜在的战略价值，这促进了计算机的研究与发展。1944年霍华德·艾肯（1900～1973）研制出全电子计算器，为美国海军绘制弹道图。这台简称MarkI的机器有半个足球场大小，内含500英里的电线，通过电磁信号来移动机械部件，速度很慢（3～5秒一次计算）并且适应性很差，只用于专门领域，但是它既可以执行基本算术运算也可以运算复杂的等式。
1946年2月14日，标志现代计算机诞生的ENIAC（The Electronic Numerical Integrator And Computer）在费城面世。ENIAC做为计算机发展史上的里程碑，通过不同部分之间的重新接线编程，拥有了并行计算能力。ENIAC由美国政府和宾夕法尼亚大学合作开发，使用了18，000个电子管，70，000个电阻器，有5百万个焊接点，耗电160千瓦，其运算速度比MarkI快1000倍，这样ENIAC成为第一台普通用途计算机。
40年代中期，冯·诺依曼（1903～1957）参加了宾夕法尼亚大学的小组，他于1945年设计出电子离散可变自动计算机EDVAC（Electronic Discrete Variable Automatic Computer），将程序和数据以相同的格式一起储存在存储器中。这使得计算机可以在任意点暂停或继续工作，机器结构的关键部分是中央处理器，它使计算机所有功能通过单一的资源统一起来。
第一代计算机的特点在于操作指令是为特定任务而编制的，每种机器有各自不同的机器语言，功能受到限制，速度也慢。另一个明显特征是使用真空电子管和磁鼓储存数据。