18世纪，数学家莱布尼茨（Gottfried Wilhelm Leibniz）提出二进制的数字系统，该系统在之后的一个多世纪内逐步完善，成为一个完整的数学体系。二进制驱动了计算机原始形态——打孔机的出现。打孔机可以做初步的信息处理和运算。
20世纪初，计算机理论开始快速发展。艾伦·图灵（Alan Turing）提出的著名的图灵机模型为现代计算机的逻辑工作方式奠定了基础。香农（Claude Shannon）发展出信息论，解决了应用概率理论如何最佳编码来传输信息的问题，这项工作是计算机的许多领域，包括数据压缩和加密技术的理论基础之一。冯·诺依曼（John von Neumann）引入计算机体系结构模型，现代计算机的架构都是基于此。
1946年，第一台电子计算机在美国宾夕法尼亚大学 (University of Pennsylvania) 诞生。随着晶体管和集成电路的技术进步，电子计算机的制造成本逐渐降低，微型电脑开始普及，计算机行业也开始蓬勃发展了起来。
1962年，第一个计算机科学学位点在美国印第安纳州的普渡大学（Purdue University）设立。此后，中国各大学相继从无线电或电子工程专业中独立出计算机科学专业。