आधुनिक संगणन के युग की शुरुआत द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान और इससे पहले विकास की एक जल्दबाजी के साथ हुई थी क्योंकि इलेक्ट्रॉनिक सर्किट संबंधी तत्वों ने यांत्रिक समकक्षों की जगह ले ली थी और एनालॉग गणना की जगह डिजिटल गणना का प्रयोग होने लगा था। मशीनें जैसे कि जेड3, एटानासोफ़-बेरी कंप्यूटर, कोलोसस कंप्यूटर और एनियाक को रिले या वाल्वों (वैक्यूम ट्यूबों) वाले सर्किटों का इस्तेमाल कर हाथों से बनाया गया था और इनमें इनपुट एवं मुख्य (स्थिर) भंडारण माध्यम के रूप में अक्सर पंच्ड कार्डों या पंच्ड पेपर टेप का प्रयोग किया जाता था। "पहले कंप्यूटर" के रूप में इस श्रृंखला में एक एकल बिंदु को परिभाषित करते हुए कई बारीकियों को छोड़ दिया गया है (नीचे दी गयी तालिका "1940 के दशक के कुछ प्रारंभिक डिजिटल कंप्यूटरों की विशेषताओं की परिभाषा" को देखें).

एलन ट्यूरिंग का 1936 का दस्तावेज दो मायनों में संगणन और कंप्यूटर विज्ञान में अत्यधिक प्रभावशाली साबित हुआ है। इसका मुख्य उद्देश्य यह साबित करना था कि भी ऐसी समस्याएं मौजूद थीं (उल्लेखनीय रूप से रुक जाने की समस्या) जिन्हें किसी भी अनुक्रमिक प्रक्रिया द्वारा हल नहीं किया जा सकता था। ऐसा करने में, ट्यूरिंग ने एक सार्वभौमिक कंप्यूटर की परिभाषा प्रस्तुत की जो एक टेप पर संग्रहित प्रोग्राम को कार्यान्वित करता है। इस निर्माण को ट्यूरिंग मशीन कहा गया। ऐसा कहा जाता है कि अपने निर्धारित स्मृति भंडार (फिनिट मेमरी स्टोर) द्वारा लागू की गयी सीमाओं को छोड़कर आधुनिक कंप्यूटर ट्यूरिंग-पूर्ण हैं जिसमें उदाहरण के लिए एक सार्वभौमिक ट्यूरिंग मशीन के समकक्ष लघुगणन की निष्पादन क्षमता मौजूद है।
एक संगणन मशीन को एक व्यावहारिक सामान्य प्रयोजन का कंप्यूटर होने के लिए उदाहरण स्वरूप इसमें कुछ आसान पढ़ने-लिखने की प्रणाली, पंच्ड टेप अवश्य होना चाहिए. एलन ट्यूरिंग के सैद्धांतिक 'सार्वभौमिक संगणन मशीन' की जानकारी के साथ जॉन वॉन न्यूमैन ने एक ऐसी संरचना (आर्किटेक्चर) को परिभाषित किया जिसमें प्रोग्रामों और डेटा दोनों के संग्रहण के लिए एक ही मेमरी का इस्तेमाल किया जाता है: वस्तुतः सभी समकालीन कंप्यूटर इस आर्किटेक्चर (या इसके कुछ विविध स्वरूपों) का उपयोग करते हैं। हालांकि एक पूर्ण कंप्यूटर को पूरी तरह यांत्रिक तरीके से (जैसा कि बैबेज के डिजाइन ने दिखाया था) प्रयोग किया जाना सैद्धांतिक रूप से संभव है, इलेक्ट्रॉनिक्स ने गति और बाद में लघु रूपांतरण को संभव बना दिया जो आधुनिक कंप्यूटरों की विशेषताएं हैं।

द्वितीय विश्व युद्ध काल में कंप्यूटर के विकास की तीन समानांतर धाराएं थीं; पहली धारा को काफी हद तक नजरअंदाज कर दिया गया था और दूसरी धारा को जान-बूझकर गोपनीय रखा गया था। पहला कोनराड झूस का जर्मन कार्य था। दूसरा ब्रिटेन में कोलोसस कंप्यूटर का रहस्यमाय विकास था। इनमें से किसी का भी संयुक्त राज्य अमेरिका में विभिन्न संगणन परियोजनाओं पर अधिक प्रभाव नहीं पड़ा था। कंप्यूटर के विकास की तीसरी धारा, एकर्ट और मौचली के एनियाक (ईएनआईएसी) और एडवैक (ईडीवीएसी) को बड़े पैमाने पर प्रचारित किया गया था।

जॉर्ज स्टिबिट्ज़ को आधुनिक डिजिटल कंप्यूटर के एक जनक के रूप में अंतरराष्ट्रीय स्तर पर मान्यता दी जाती है। नवंबर 1937 में बेल लैब्स में काम करते हुए स्टिकबिट्ज़ ने एक रिले-आधारित कैलकुलेटर का आविष्कार और निर्माण किया था जिसे उन्होंने "मॉडल के" ("किचन टेबल" के लिए, जिस पर उन्होंने इसे बनाया था) का नाम दिया था जो पहली बार बाइनरी स्वरूप के उपयोग से गणना के लिए इस्तेमाल किया गया था।

इलेक्ट्रॉनिक डिजिटल संगणन
वाणिज्यिक कंप्यूटर
झूस
एनियाक (ईएनआईएसी)