В той час, коли продовжували створюватися машини на електромеханічних реле, почалися дослідження в галузі електронної обчислювальної техніки.
У 1939 році Джон Атанасов і Кліффорд Беррі з університету штату Айова розробили Atanasoff-Berry Computer(ABC). Це був перший в світі електронний цифровий пристрій, а також перша обчислювальна машина, яка не містила частин, що рухалися. Незважаючи на те, що машина ABC не була програмованою, вона була першою, яка використовує електронні лампи.
Піонерами електроніки виявилися й англійці – у 1942-43 роках в Англiї за участю Алана Тьюринга була створена обчислювальна машина «Колоссус». У ній було 2000 електронних ламп. Машина призначалася для розшифровування радіограм німецького вермахту. Відомості про «Колоссус» зберігалися у найсуворішій таємниці і були розкриті тільки через 45 років після завершення війни. Через свою секретність, «Колоссус» не згадано в багатьох працях з історії комп'ютерів, але зараз він вважається першим повністю електронним програмованим обчислювальним пристроєм.
У 1943 році на замовлення Артилерійського управління США розпочалося створення універсальної обчислювальної машини в університеті штату Пенсильванія. Роботи проводилися під керівництвом Джона Моучли і Джона Преспера Еккерта. У 1945 році машина запрацювала. Це був всесвітньо відомий ENIAC.
Машина ЕНІАК містила близько 18 тисяч електронних ламп, займала площу в 300 квадратних метрів, важила 30 тонн, споживала 150 Квт електроенергії і виконувала близько 5000 операцій в секунду. Проте програму для машини потрібно було набирати на комутаційних дошках.
Щодо того, який цифровий комп’ютер вважати першим, йдуть суперечки. Атанасов та Беррі створили свою машину раніше, але оскільки вона так ніколи і не була повністю функціонуючою, то часто звання «самий перший комп’ютер» дістається ENIAC.
Відомості про машину ENIAC було розкрито у 1946 році, і часто саме з нею пов'язується точка відліку ери електронних обчислювальних машин. ENIAC вважається першим представником першого покоління ЕОМ.
Перший крок до зменшення комп’ютерів був зроблений у 1948 р. з винаходом транзисторів – мініатюрних електронних приборів, які змогли замінити електронні лампи. В середині 50-х років були знайдені дуже дешеві способи виробництва транзисторів і у другій половині 50-х рр. з’явилися комп’ютери повністю засновані на транзисторах.
Народження машин третього покоління зв'язують із появою інтегральних схем — кремнієвих кристалів з мініатюрною електронною схемою. Слово «інтегральний» означає «цільний, єдиний». Розмір такої схеми — не більше горошини, а транзисторів в ній упаковані тисячі. Машини зменшилися настільки, що вже могли розміщатися на письмовому столі.
З розвитком мікроелектроніки з'явилася можливість розміщати на кристалі не одну, а тисячі інтегральних схем. В 1980 році на кристалі площею близько 1,5 см2 удалося розмістити центральний процесор невеликої ЕОМ. Почалася епоха мікрокомп'ютерів.
Сучасний етап розвитку класичних електронних обчислювальних пристроїв практично досяг межі можливості підвищення швидкості обчислень за рахунок удосконалення елементної бази пристроїв. Розв'язання нових задач XXI ст. потребує створення нових теоретичних принципів обчислень на новітніх елементах. Тому заміною класичних комп’ютерів можуть бути квантові. Їх ідея полягає у використанні для зберігання, передачі і обробки інформації істотних квантових властивостей речовини.
Якщо квантові комп'ютери стануть реальністю, людство отримає в свої руки інструмент з практично необмеженою обчислювальною потужністю, а також величезну проблему по забезпеченню безпеки, оскільки перед нелімітованим обчислювальним запасом не встоять будь-які криптографічні алгоритми .