N'étant pas satisfaits des systèmes de stockage sur tambours magnétiques car le rapport volume/capacité était très faible, les ingénieurs d'IBM partirent à la recherche de nouvelles techniques de stockage.
Un ingénieur eut l'idée de superposer des plateaux le long d'un axe et d'y joindre une tête de lecture/écriture mobile parallèlement aux plateaux qui se déplaçaient verticalement pour sélectionner le bon disque et horizontalement pour accéder à la bonne piste. L'inconvénient était que cette tête devait se retirer entièrement pour passer à la lecture d'un autre plateau.
Le tout premier disque dur créé par IBM naquit. Il fut baptisé RAMAC 305 pour Random Access Method Accounting & Control. Il s'agissait d'un disque dur d'une capacité de 5 Mo (soit 5 millions de caractères) qui tenait d'ailleurs plus d'une machine que du disque dur tel qu'on le connaît aujourd'hui. Les dimensions de la carrosserie étaient de 1,52 m en façade, 0,74 m de profondeur et 1,72 m de haut. La largeur était limitée par la règle qu'IBM imposait à tous ses produits : pouvoir passer par une porte standard (environ 75 cm). Ce meuble contenait 50 disques ayant un diamètre de 24 pouces (à peu près 61 cm) et recouverts d'oxyde de fer, soit 100 faces d'enregistrement portant 100 pistes chacune. Ce disque proposait un taux de transfert de 8.8 Ko/s. L'ensemble pesait plus d'une tonne et disposait d'un total de 50 plateaux. La vitesse de rotation étant d'environ 1000 tours/min. Il était compliqué de maintenir les têtes au-dessus des plateaux, c'est pourquoi de l'air sous pression fut injecté au travers de la tête pour la maintenir à une distance tête/plateau de 20,32 µm.
À cette époque IBM mettait à disposition ses solutions sous forme de leasing. Il en coûtait 50 000 dollars par an pour disposer d'un tel disque dur soit un coût de stockage au mégaoctet de 10 000 dollars! Malgré tout, IBM a pu installer un parc total d'environ 1000 systèmes. Avec des plateaux de 24 pouces de diamètre, soit environ 61 centimètres, ce disque n'était pas du tout inscrit dans l'ère du PC.
Le RAMAC avait déjà un concurrent : le Univac File Computer, composé de 10 tambours magnétiques chacun d'une capacité de 180 000 caractères. Bien que ce dernier ait eu une vitesse supérieure, c'est le RAMAC, qui pouvait stocker trois fois plus d'informations, qui avait le rapport coût/performance le plus intéressant pour le plus grand nombre d'applications.
IBM introduisit le modèle 1301 proposant une capacité de 28 Mo avec un taux de transfert et une densité surfacique 10 fois supérieurs à ceux du RAMAC 305 et une distance entre les têtes et la surface du disque passant de 20.32 µm à 6.35 µm. A partir de 1962 plusieurs fabricants commencèrent à commercialiser de tels disques durs.
IBM inventa un modèle composé de deux disques de 30 Mo chacun, l'un amovible, l'autre fixe, ce qui lui valut le surnom de 30-30 et donc de "Winchester" (du nom de la carabine 30-30). La distance entre les têtes et la surface du disque fut encore réduite et passa à 0,43 µm.
Le premier disque dur 5 pouces un quart voit le jour, développé par la firme Seagate.
IBM commercialisa le premier disque dur de 25 Go dont la capacité était considérée comme disproportionnée par rapport aux besoins des particuliers à l'époque.
La capacité d'un disque dur peut aller jusqu'à 2 To. La vitesse de rotation est comprise entre 4 200 et 15 000 tours/minute et la distance tête plateau est passée à environ 10 nm.
Depuis la fin des années 1990 des "micros" disques durs se développent, les microdrives, allant de 384 Mo à 10 Go. Ils sont en concurrence directe avec les mémoires flash qui sont moins sensibles aux chocs et dont le prix d'achat devient de plus en plus abordable.