Az elektromechanikus számítógépekbe már elektromechanikus (pl. relés) áramköröket is beépítettek.
1939-ben Németországban, Konrad Zuse megalkotta az első programozható elektromechanikus számológépet, a Z2-öt. (A 3 évvel korábban készített Z1 még mechanikus volt.) Az 1941-ben megjelent Z3-at pedig az első szabadon programozható, teljesen programvezérelt számítógépnek tekintjük. Memóriájában 16 adatot tudott tárolni, felépítése hasonló a mai gépekhez: processzort, vezérlőegységet, memóriát, bemeneti (szalag) és kimeneti egységet is tartalmazott. Egy tonna súlyú volt, több ezer elektromágneses reléből állt, repülők és rakéták tervezéséhez használták.
5. ábra - Zuse Z2 és Z3 elektromechanikus számítógépei (forrás: Wikipédia, artsandculture.google.com)
Az első, teljesen automatikusan működő általános célú elektromechanikus számítógépet, a Mark I-et (vagy más néven Automatic Sequence Controlled Calculatort) az USA-ban, a Harvard egyetemen építették Howard Aiken vezetésével. A tervezéséhez és a megépítéséhez az IBM 5 millió dollárral járult hozzá. A gép telefonrelékből épült és fixpontos számokkal dolgozott. Eredeti célja telefonbeszélgetések számlázása volt, de a háborús viszonyok miatt lőelemtáblázatok számítására használták.
6. ábra – A Mark I. a Harvard egyetem Science Buildingjében kiállítva
Alan Turing vezetésével 1943-ban elkészítették Angliában a Colossus-I nevű számítógépet. A számítógép lehetővé tette a szövetséges hírszerzőknek, hogy elolvassák a német főparancsnokság üzeneteit, feltörve az általuk használt Enigma titkosító gépek Lorenz kódját. A háború végéig 10 Colossust építettek. A háború után a gépeket és a tervek nagy részét megsemmisítettek, és a létezésük is államtitoknak minősült egészen az 1970-es évek közepéig.
7. ábra - Turing Colossus gépe a „Kódjátszma” című filmben