Шпиндельный двигатель жесткого диска трехфазный, что обеспечивает стабильность вращения магнитных дисков, смонтированных на оси (шпинделе) двигателя. Статор двигателя содержит три обмотки, включенные звездой с отводом посередине, а ротор - постоянный секционный магнит. Для обеспечения малого биения на высоких оборотах в двигателе используются гидродинамические подшипники.

Скорость вращения магнитного диска составляет 5 400, 7 200, 10 000 или даже 15 000 оборотов в минуту, что подразумевает использование качественных подшипников. Ранее при производстве жестких дисков использовались шариковые подшипники, шарики которых изготавливались из металлических сплавов или керамики. В современных жестких дисках применяются жидкостные (гидродинамические) подшипники. В них вместо шариков используется специальное масло, поглощающее ударные нагрузки, что увеличивает долговечность двигателя. Жидкостные подшипники имеют более низкий уровень шума и почти не выделяют тепло во время работы. В них вращающиеся части шпиндельного двигателя отделены друг от друга пленкой масла, которая действует как поглотитель ударных нагрузок и предупреждает повреждение рабочих поверхностей подшипника. Динамический жидкостный подшипник способен быстро гасить любые вибрации как внутреннего, так и внешнего происхождения, а отсутствие контакта обеспечивает теоретически бесконечный срок службы приводов с жидкостными подшипниками.

Запуск шпиндельного двигателя производится после полной внутренней диагностики накопителя. Сначала шпиндельный двигатель раскручивается в форсированном режиме без анализа скорости вращения магнитных дисков, поэтому источник питания компьютера должен иметь запас по пиковой мощности, а после вывода магнитных головок из зоны парковки скорость вращения управляется сигналом серворазметки, записанной при изготовлении накопителя. Электроника выделяет сервометки, находящиеся между секторами, из общего потока считываемых данных и по ним стабилизирует постоянную скорость вращения. Стабильность вращения особенно важна при увеличении плотности записи информации на магнитную поверхность дисков.

Скорость вращения магнитных дисков является одной из важнейших характеристик производительности жесткого диска. Ее повышение уменьшает время, необходимое для поиска информации, и увеличивает скорость чтения и записи. Обычно скорость вращения магнитных дисков в накопителях с интерфейсом PATA и SATA составляет от 4200 до 10000 оборотов в минуту, а в дорогих серверных системах хранения (SCSI) данных она достигает 15000 оборотов. Рост скорости вращения ограничивает проблема повышенного тепловыделения и стоимость изготовления качественных подшипников. Накопители со скоростью вращения магнитных дисков 7200 оборотов в минуту и выше требуют применения корпуса компьютера с продуманной конструкцией пассивного охлаждения или использования системы активного охлаждения жестких дисков.