На межі 60-70 рр.. Найпоширенішим і не дуже дорогим периферійним пристроєм стають монітори (спочатку монохромні і працюють тільки в текстовому режимі). При цьому процесор і ОЗУ залишаються найдорожчими і громіздкими пристроями обчислювальної системи. В цих умовах виникає і швидко набуває популярності принципово новий тип ОС - системи з розділенням часу.
До однієї ЕОМ підключається декілька десятків робочих місць, обладнаних дисплеєм (монітор + клавіатура) і спільно використовують обчислювальні ресурси ЕОМ. Процесорний час поділяється на кванти тривалістю в кілька десятків мілісекунд і після закінчення кожного кванта процесор може бути переключений на обслуговування іншого процесу, іншого дисплея. Оскільки тепер підготовку текстів програм виконують самі програмісти за дисплеями, а робота по редагуванню тексту вимагає дуже малих витрат процесорного часу, процесор встигає обслужити всі робочі місця практично без відчутної затримки. Більша частина часу процесора приділяється невеликому числу робочих місць, де в даний момент запущені на виконання програми. При цьому, зрозуміло, середня швидкість роботи кожної програми зменшується, принаймні у стільки разів, скільки програм виконується одночасно.
Режим поділу часу став величезним полегшенням для програмістів, які знову змогли в деякій мірі відчути себе «господарями» ЕОМ і отримали можливість запускати програми на трансляцію і налагодження хоч кожні 5 хвилин. Це дозволило скоротити терміни розробки й налагодження програм.
Для трудомістких обчислювальних завдань, які передбачають рахунок за раніше налагодженим програмам, режим поділу часу менш ефективний, ніж пакетний, оскільки часте переключення процесора між виконуваними програмами вимагає додаткових витрат часу.
Системи поділу часу використовуються в режимі діалогу з користувачем, тому замість громіздких, деталізованих операторів JCL в них використовуються більш прості команди, що виконують елементарні дії - запуск програми, видача на екран файлу або каталогу, копіювання або видалення файлу і т.п. Користувачеві не потрібно передбачати заздалегідь всі можливі наслідки виконання команди, набагато простіше побачити результат виконання на екрані і після цього прийняти рішення, яку команду виконувати наступної. У той же час, деякі часто повторювані послідовності команд зручно описати один раз у вигляді «пакетного завдання» і потім використовувати при необхідності. У цьому плані системи поділу часу зберігають ті зручні можливості, які надавали пакетні системи.
Спочатку в якості апаратної основи систем поділу часу повинні були використовуватися «великі» ЕОМ, які пізніше стало прийнято називати «мейнфреймами» (mainframes). Пізніше, у міру прогресу обчислювальної техніки, це стало по плечу навіть мініЕВМ (так називався в ті роки клас комп'ютерів, які займали всього лише один-два невеликих шафки). Слід особливо згадати серію мініЕВМ PDP-11, що мала широке розповсюдження у всьому світі протягом півтора десятків років.
Цей період (70-ті роки в світі, 80-е в СРСР) характерний глибоким розвитком теорії і практики створення потужних ОС, містять розвинені засоби керування процесами і пам'яттю, що реалізують багатокористувацький режим роботи. З великого числа подібних систем особливої згадки заслуговує UNIX - єдина система, благополучно дожила до нашого часу.