Jeszcze do niedawna wykorzystywano wyłącznie konstrukcje HDD, których nazwa pochodzi od angielskiego terminu Hard Disk Drive. Dysk twardy został tak nazwany ze względu na fakt, iż do przechowywania informacji wykorzystuje talerze z twardego materiału, w odróżnieniu od dysków elastycznych (archaicznych już dyskietek).
Wewnątrz metalowej obudowy dysku HDD zamknięte są magnetyczne talerze, nad którymi poruszają się głowice, służące do zapisu i odczytu danych. Podczas pracy talerze wirują z olbrzymią prędkością aż 7200 obrotów na minutę. Pozycjonowaniem głowicy zajmuje się elektronika, które precyzyjnie steruje mechnicznym ramieniem.
Dyski HDD najczęściej ulegają uszkodzeniom mechanicznym, które dotyczą zarówno układu napędowego talerzy, jak i sterującego głowicą. Psują się same głowice oraz elektronika. Ponadto dyski HDD są wrażliwe na mocne wstrząsy podczas pracy, które mogą doprowadzić do uderzenia głowicy o talerz, w wyniku czego zostaje on fizycznie uszkodzony.