No existía el SO, los programadores interactuaban directamente con el hardware de las computadoras trabajando en lenguaje máquina. Todas las instrucciones eran codificadas a mano.
A finales de los años 40, se accedía directamente a la consola, desde la cual se actuaba sobre una serie de micro interruptores que permitían introducir directamente el programa en la memoria de la computadora

A principios de los años 50, los SO hacen una aparición discreta y bastante simple, con conceptos tales como el monitor residente, el proceso por lotes (ejecución renglón por renglón, en forma secuencial) y el almacenamiento temporal.

El GM-NAA I/O (de sistema de entrada/salida de General Motors y North American Aviation) es el primer sistema operativo de la historia de la informática.
Fue creado por Robert L. Patrick de General Motors y Owen Mock de North American Aviation para un ordenador IBM 704.
Su función principal era ejecutar automáticamente un nuevo programa una vez que el que se estaba ejecutando terminaba.

En los años 60 se produce una revolución en el campo de los SO. Aparecen conceptos como sistema multitarea, sistema multiusuario, sistema multiprocesadores y sistema en tiempo real. La característica de estos fue el desarrollo de los sistemas compartidos con multiprogramación, y los principios del multiprocesamiento.

CTSS, (Sistema de Tiempo Compartido Compatible), fue uno de los primeros sistemas operativos de tiempo compartido; fue desarrollado en el Centro de Computación del MIT. Se utilizó en el MIT hasta 1973. Durante parte de este tiempo, el Proyecto MAC del MIT tuvo una segunda copia de CTSS, pero el sistema no se expandió más allá de dos sitios. CTSS fue descrito en una publicación presentada en la Spring Joint Computer Conference de 1962.

EXEC II fue un SO de tipo Procesamiento por lotes (batch), desarrollado para la computadora UNIVAC 1107 por CSC (Computer Sciences Corporation). Reúne todos los trabajos comunes para ejecutarlos al mismo tiempo, evitando las colas de espera de dos o más trabajos, como sucede en el procesamiento en serie.

Aparece MULTICS. Originalmente era un proyecto cooperativo liderado por Fernando J. Corbató del MIT, con General Electric y los laboratorios Bell , convirtiéndolo en uno de los pocos SO escritos en un lenguaje de alto nivel. En el campo de la programación lógica se dio a luz la primera implementación de Prolog, y en la revolucionaria orientación a objetos, Smalltalk.

EXEC 8 era el SO UNIVAC desarrollado para el UNIVAC 1108 en 1964. Se combinan las mejores características de los sistemas operativos anteriores. Fue uno de los primeros SO de multiprocesamiento con éxito comercial. Soportaba cargas de trabajo mixtas simultáneas que comprendían procesamiento por lotes, tiempo compartido y en tiempo real. Soportaba un sistema de archivos con un tipo de estructura a través de muchos tambores y/o cabezales. Soportaba un sistema de procesamiento de transacciones muy bien recibido

UNIX (registrado oficialmente como UNIX®), es un sistema operativo portable, multitarea y multiusuario; desarrollado por un grupo de empleados de los laboratorios Bell de AT&T, entre los que figuran Ken Thompson, Dennis Ritchie y Douglas McIlroy. La base de la gran mayoría de los SO que existen hoy en día.

Batch-11 creado por DEC, fue el primer SO que corría en la PDP-11 minipc.