تمتد فترة الجيل الأول من عام 1940م إلى أوائل عام 1950م، حيث تمّ إنشاء أجهزة الكمبيوتر الأولى دون أنظمة تشغيل، وكُتبت جميع البرامج بلغة الآلة، وتحكّمت لوحات التوصيل (بالإنجليزيّة: plugboards) بالوظائف الأساسية للجهاز، وكان الاستخدام الأساسيّ لأجهزة الكمبيوتر في هذه الفترة هو حل الحسابات الرياضيّة البسيطة.[1]
تمتد فترة الجيل الثاني من عام 1955م إلى عام 1965م، قدّمت فيها جنرال موتورز (بالإنجليزيّة: General Motors) أول نظام تشغيل الذي حمل اسم جي موس (بالإنجليزيّة: GMOS) لتشغيل الآلة التي صممتها شركة آي بي إم (بالإنجليزيّة: IBM)، وكانت أنظمة التشغيل وقتها تُسمّى أنظمة الدُّفعات (بالإنجليزيّة: batch) لأن البيانات يتّم نقلها في دفعات أو مجموعات،[1] وكان هذا النوع من الأنظمة يُدار من قِبَل مشغّل الكمبيوتر (بالإنجليزيّة: computer operator)؛ حيث يجمع المشغّل دفعة برامجٍ من المبرمجين ويعطيها للكمبيوتر، ثم يأخذ النتائج ويعيدها إلى المبرمجين.[2]
تمتد فترة الجيل الثالث من عام 1965م إلى عام 1980م، طوّر فيها المصممون أنظمة التشغيل لتصبح قادرة على أداء وظائف متعددة في نفس الوقت، وكان إدخال البرمجة المتعددة (بالإنجليزيّة: multiprogramming) سبباً رئيسياً في تطوير أنظمة التشغيل،[1] حيث سمحت بمشاركة الوقت (بالإنجليزيّة: time sharing)؛ فتمّ تقسيم وقت المعالج إلى شرائح توزَّع بين الوظائف التي تنتظرالمعالجة، إضافةً إلى عمليّة المعالجة التفاعلية (بالإنجليزيّة: interactive processing)؛ إذ لا يحتاج المستخدم الانتظار إلى حين الانتهاء من عمليّة واحدة لبدء العمليّة التي تليها،[2] كما تضمّنت هذه الفترة نمواً في صناعة أجهزة الكمبيوتر الصغيرة (بالإنجليزيّة: minicomputers) التي كانت الأساس في بناء أجهزة الكمبيوتر الشخصيّة (بالإنجليزيّة: personal computers) في الجيل الرابع.[1]
تمتد فترة الجيل الرابع من عام 1980م إلى اليوم الحاضر،[1] ظهرت فيها أجهزة الكمبيوتر الشخصيّة ذات التكلفة المنخفضة والمتاحة للجميع، وقامت شركة مايكروسوفت بإصدار نظام تشغيل ويندوز (بالإنجليزيّة: Windows) عام 1983 ليصبح فيما بعد من أكبر أنظمة التشغيل المستخدمة اليوم، وله إصدارات متنوّعةٌ منها: ويندوز95، ويندوز98، ويندوز فيستا، ويندوز10 وغيرها،[3] وعملت شركة أبل على أفكار ومفاهيم مشابهة؛ فأصدرت أنظمة تشغيل مثل: نظام ليزا ونظام ماكنتوش بواجهة مستخدم رسومية (بالإنجليزيّة: GUI)،[4] ثمّ دفع التطور إلى تصميم أنظمة تشغيل للأجهزة المحمولة مثل: الهواتف الذكية والأجهزة اللوحيّة وغيرها، وتُعدّ أنظمة تشغيل الأجهزة المحمولة أكثر مرونة، ويسهل مزامنتها مع العديد من الأجهزة.[5]