p makinesi" olan Difference Engine'in tasarımını başlattı ve bu çalışmalarının neticesinde ona ilk programlanabilir mekanik hesap makinesi fikri  olan "Analitik Tabanlı Motor" ismini verdi. Bu makineyi 1834'te geliştirmeye başladı ve iki yıldan az bir sürede modern bilgisayarın göze çarpan özelliklerinin çoğunu çizmişti. 1843 yılında Ada Lovelace, "Analitik Motor" hakkındaki bir Fransız makalesinin çevirisi sırasında, içerdiği birçok nottan birinde, günümüzde ilk bilgisayar programı olarak düşünülen Bernoulli sayılarını hesaplamak için bir algoritma yazdı. 1885 civarında Herman Hollerith, istatistiksel bilgileri işlemek için delikli kartlar kullanan çizelgeleyiciyi(tabulator) icat etti; Sonunda çalışmaları kendi şirketi IBM'in bir parçası haline geldi. 1937'de, Babbage'ın imkansız rüyasından yüz yıl sonra, Howard Aiken, her türden delikli kart ekipmanı üreten IBM'i ikna etti ve Babbage'ın Analitik Motor fikrinden yola çıkarak dev programlanabilir hesap makinesi geliştirmek için çalışmalar yaptı.Başarıyla yürüttüğü çalışmalarının sonucunda "ASCC / Harvard Mark I" hesap makinesini icat etti. Bu cihazda kartlar ve merkezi işlem birimi(CPU) kullanıldı. Makine çalışması bittiğinde, çevresindekiler "Babbage'nin hayali gerçeğe dönüştü!" diyerek Howard Aiken'i takdir ettiler.

1940'lı yıllarda, yeni ve daha güçlü bilgi işlem makineleri geliştirildiğinde, hesaplama terimi için insanlardan ziyade makinelere atıfta bulunulmaktaydı. Bilgisayarların sadece matematiksel hesaplamalardan daha fazlası için kullanılabileceği netleştikçe, bilgisayar bilimi alanı, genel olarak hesaplamayı incelemek üzere genişletildi. Bilgisayar bilimi, 1950'lerde ve 1960'ların başında ayrı bir akademik disiplin olarak kurulmaya başlandı. Dünyanın ilk bilgisayar bilimleri lisans programı olan Cambridge Bilgisayar Bilimleri diploması, 1953'te Cambridge Bilgisayar Laboratuvarı'nda verilmeye başladı.Birleşik Devletler'deki ilk bilgisayar bilimleri programı, 1962'de Purdue Üniversitesi'nde kuruldu. Pratik bilgisayarlar piyasaya çıktığından beri, birçok bilgisayar uygulaması, kendi sistemlerine sahip farklı birer çalışma alanları haline geldi.

Başlangıçta pek çok insanın, bilgisayarın bilimsel bir çalışma alanı olmasının imkansız olduğuna inanmasına rağmen, bilgisayarlar 1950'li yıllarda giderek daha fazla akademik nüfus arasında kabul gördü. Bu süre zarfında bilgisayar bilimleri devriminin bir parçasını oluşturan günümüzde geniş kitleler tarafından bilinen IBM markası sesini duyurmaya başladı. IBM (International Business Machines'in kısaltması), IBM 704 ve daha sonra bu tür cihazların arama periyodu boyunca yaygın olarak kullanılan IBM 709 bilgisayarlarını piyasaya sürdü. "Yine de bu ilkel IBM bilgisayarı ile çalışırken bir harfi yanlış yerleştirmiş olsaydınız sinir bozucu olurdu, çünkü program çökerdi ve bütün süreci yeniden baştan başlatmanız gerekirdi."1950'lerin sonlarında bilgisayar bilimleri disiplini gelişim aşamasında idi ve bu tür sorunlar sıradan olarak kabul görmekteydi.

Zaman, bilgisayar teknolojisinin kullanışlılığında ve etkinliğinde önemli gelişmeler kaydetti. Modern toplumda,bilgisayar teknolojileri yalnızca uzmanlar ve profesyoneller tarafından değil, neredeyse her yerde bulunan kullanıcı tabanına ulaştı.Bilgisayar teknolojisi kullanıcılarında ciddi ve belirgin bir artış yaşandı. Başlangıçta, bilgisayarlar oldukça pahalıydı ve kısmen profesyonel bilgisayar operatörleri tarafından verimli bir şekilde kullanılmak için bir miktar insan yardımına yani teknik desteğe ihtiyaç vardı. Bilgisayarın geniş kitleler tarafından benimsenmesi ancak bilgisayarların daha geniş ve uygun fiyatlı hale gelmesiyle ve ortak kullanım için daha az insan faktörüne ve teknik desteğe ihtiyaç duyulduğunda mümkün hale geldi.

Bilgisayar bilimi, resmi bir akademik disiplin olarak kısa geçmişine rağmen, bilime ve topluma bir takım önemli katkılar sağlamıştır. -özellikle elektronikle birlikte- Bilgi Çağında kurulan bir bilimdir ve insanlığın ilerlemesinde adeta bir şoför haline gelmiştir.İnsanlığın teknolojik ilerlemesinde büyük sıçrayış olarak görülen bilimsel bilgiye dayalı karar verme ve günümüzün bilgi toplumu ideallerinin temel yapıtaşlarından birisi haline gelmiştir.

Bu katkılar şunları içerir:

Mevcut bilgi çağını ve İnternet'i içeren dijital devrimin başlangıcıdır.

Hesaplamanın ve hesaplanabilirliğin biçimselleştirilmiş bir tanımıdır.Bilgisayar bilimi; hesaplanamaz,çözülemez ve zor olarak kabul edilmiş problemlerin çözülebileceğinin bir nevi kanıtıdır.

Çeşitli soyutlama seviyelerinde metodolojik bilgilerin tam olarak ifade edilmesi için araç olan programlama dili kavramı türemiştir.

Kriptografi alanında örneğin Enigma kodunu kırmak, İkinci Dünya Savaşı sırasında Müttefiklerin zaferine katkıda bulunan önemli bir faktördü.

Bilgisayar uygulamaları sayesinde bilimsel hesaplama yöntemleri gelişmiştir.Böylelikle süreçlerin ve durumların pratik olarak değerlendirilmesi ve kısmi de olsa süreçleri kontrol edilebilir bir karmaşıklığa indirgenmesi mümkün hale gelmiştir.

Aynı zamanda insan zihni üzerinde ileri düzeyde çalışmayı mümkün kıldı ve "İnsan Genomu Projesi" ile insan genomunun haritalandırılması mümkün oldu.Örneğin Folding@home gibi dağıtık bilgi işlem projeleriyle protein katlanması keşfedildi.

Algoritmaya dayalı ticaret alanında yapay zekâ, makine öğrenimi,istatistiksel ve sayısal teknikler vb. bilgisayar bilimleri konuları kullanılarak finansal piyasalardaki verimlilik ve likidite arttı. Ayrıca yüksek frekanslı algoritmik ticaret de volatiliteyi artırmıştır.

Bilgisayar grafikleri ve bilgisayar tarafından oluşturulmuş görüntüler, özellikle televizyon, sinema, reklam, animasyon ve video oyunlarında kullanılmış ve özetle modern eğlence dünyasında her yerde kullanılır hale gelmiştir.Hatta kullanılan tekniğe göre değişmekle beraber yapaylık içermeyen CGI teknolojili filmler genellikle dijital kameralar üzerinde filme alınmakta, dijital video düzenleyicisi kullanılarak düzenlenip veya post-processing tekniğiyle işlenebilmektedir.Bu sayede günümüz filmlerindeki efektler başarılı şekilde uygulanmaktadır.

Akışkanlar dinamiği hesaplamalarında, fiziksel, elektriksel ve elektronik sistemlerde, devre tasarımlarında, toplumların yaşantısı, sosyal durumlar (özellikle savaş oyunları) ve ortak yaşam alanları gibi çeşitli süreçlerde bilgisayar simülasyonları kullanılmaktadır.Modern bilgisayarlar, uçak gibi özel tasarımların optimizasyonunu mümkün kılmaktadır. Elektrikli ve elektronik devre tasarımında dikkat çeken unsurlar SPICE ve yeni (veya değiştirilmiş) tasarımların fiziksel olarak gerçekleştirilmesi için yazılımlardır. Ayrıca, entegre devreler için gerekli tasarım yazılımının kullanılması da mümkündür.

Yapay zekâ daha verimli ve karmaşık bir hal aldığından giderek önem kazanmaktadır. Yapay zekânın birçoğu evde görülebilen formdadır, örneğin robotik elektrikli süpürgeler gibi birçok yapay zekâ uygulaması vardır. Video oyunları, modern savaş teknolojilerinde dronlar ve füzesavar sistemleri kullanılmaktadır.Ve ayrıca takım destekli robotlar da yapay zekânın kullanım alanlarına örnek olarak gösterilebilir.

İlk 1956'da önerilmiş olmasına rağmen "bilgisayar bilimi" terimi 1959'da ACM'nin İletişim Bildirisinde ortaya çıkar , çünkü Louis Fein 1921 yılında Harvard Business School'un yaratılışına benzer şekilde bilgisayar bilimleri için de bir enstitünün kurulmasını savunmaktadır.Yönetim bilimi(management science) gibi bir alanın akademik disipline özgü özelliklere sahip olarak tanınmasına rağmen pek çok konuda uygulanmış ve disiplinler arası bir nitelikte olan bilgisayar biliminin akademik yönlerini savunarak kendini haklı çıkarmıştır. Kendisinin bu yöndeki çabaları ve diğer pek çok sayısal analizci George Forsythe gibi isimlerin çabaları ödüllendirildi: Üniversiteler 1962'de Purdue'den başlayarak üniversitelerinin bünyesinde bu tür programlar açmaya başladı. Bu kabule rağmen kayda değer bir kitle de bilgisayar biliminin salt bilgisayardan ibaret olmadığını ve kelimenin yetersiz olduğunu savunmaktaydı. Bu nedenle, birkaç alternatif ismi önerildi. Büyük üniversitelerin bazı bölümleri, bu farkı tam olarak vurgulamak için bilgisayar bilimi terimini tercih etmektedir. Danimarkalı bilim adamı Peter Naur,bu bilimsel disiplinin yani bugün bilgisayar bilimleri olarak anılan alanın, veri ve veri işleme konuları etrafında şekillenmesi gerektiğini savunmaktaydı ve  dataloji(datalogy) terimini önerdi; bu sayede bahsi geçen disiplinin uğraş alanına mutlaka bilgisayarların dahil olmadığı savunuluyordu. Bu terimi kullanan ilk bilimsel kurum, 1969'da kurulan Kopenhag Üniversitesi'nde Dataloji Bölümü'nden ve Peter Naur'un dataloji bölümünün ilk profesörü olmasından kaynaklanmaktadır. Terim ağırlıklı olarak İskandinav ülkelerinde kullanılmaktadır. Naur tarafından da önerilen alternatif bir terim veri bilimidir; ancak bu terim artık istatistik ve veritabanlarının dahil edildiği farklı bir veri analizi alanı disiplini için kullanılmaktadır.

Ayrıca, bilgisayarlı hesaplamanın ilk dönemlerinde Communications of the ACM bünyesinde çalışan bazı pratisyenlerin birkaç kelimesi önerildi: "turingineer, turologist, flow-charts-man, applied meta-mathematician, ve applied epistemologist." Üç ay sonra aynı dergide "comptologist"  kavramı öne sürüldü ve ertesi sene bunu "hypologist" kelimesi takip etti. Sonraki çalışmalarda "computics" terimi de önerildi. Avrupa'da, " automatic information " ifadesinin (örneğin, İtalyanca'daki "informazione automatica") sözleşmeli çevirileri yapılmasından sonra "information and mathematics" gibi kavramlar türetilmiş, örneğin; "informatique" (Fransızca), "Informatik" (Almanca), "informatica" (İtalyanca, Hollanda dili), informática (İspanyolca, Portekizce), "informatika" (Slav dilleri ve Macarca) veya Yunanca olarak "pliroforiki"  (πληροφορική: bilişim anlamına gelir). Benzer kelime, Birleşik Krallık'ta (as in "the School of Informatics of the University of Edinburgh") kabul edilmiştir. "Bununla birlikte, ABD'de  informatics, uygulamalı bilgisayar bilimleriyle ilişki