Su éxito fue desigual, pero en algunos países, como España o Reino Unido, tuvo una acogida excepcional, lo que catapultó sus ventas hasta rozar los cinco millones de unidades si sumamos las ventas del modelo original y las de sus revisiones.

Fue ayudado por un amigo suyo, Helmut Schreyer, el cual trabajaba con relevadores electrónicos, y le pidió que le diseñara los circuitos para realizar las tres operaciones básicas, AND, OR y NOT, para así no diseñarlos desde cero. Schreyer resolvió este problema sin ningún inconveniente mientras Zuse trabajaba en la parte lógica de los circuitos. Gracias a su trabajo en grupo, se pensó lograr una velocidad mil veces superior a la que se obtenía mediante máquinas de relevadores.

El Z3, de tecnología electromecánica, estaba construido con 2300 relés, tenía una frecuencia de reloj de ~5 Hz, y una longitud de palabra de 22 bits. Los cálculos eran realizados con aritmética en coma flotante puramente binaria. La máquina fue completada en 1941 (el 12 de mayo de ese mismo año fue presentada a una audiencia de científicos en Berlín). El Z3 original fue destruido en 1943 durante un bombardeo en Berlín. Una réplica completamente funcional fue construida durante los años 60 por la compañía del creador Zuse KG y está en exposición permanente en el Deutsches Museum. En 1998 Raúl Rojas demostró que el Z3 es Turing completo.

La Z4 fue terminada en 1944, aunque posteriormente fue retocada en numerosas ocasiones añadiéndole una unidad de lectura de tarjetas perforadas. Esta máquina era capaz de reproducir las tarjetas perforadas mediante instrucciones de la propia Z4, con lo que no era demasiado complicado programarla. Esta era una ventaja ya que era posible realizar copias de los programas para poder hacer correcciones.

La Z4 admitía un gran conjunto de instrucciones capaz de resolver complicados cálculos científicos. Era capaz de ejecutar 1000 operaciones de coma flotante en promedio por hora. Estaba formada aproximadamente por 2200 relés, era capaz de realizar unas 11 multiplicaciones por segundo y tenía una memoria de 500 palabras de 32 bits. Pesaba unos 1000 kilogramos.