Depende do sistema de arquivos (e, portanto, do sistema operacional). Por exemplo, o UFS (Solaris / BSD) sobrescreveria os blocos existentes no disco e alocaria mais, se necessário. O ZFS, tendo um paradigma copy-on-write, alocaria novos blocos e, assim que o arquivo fosse gravado, colocaria os blocos antigos na "lista livre".
É claro que, ao usar o ZFS, seria possível reconstruir os dados (se você soubesse o que estava procurando).
Existem também sistemas de arquivos que mantêm a versão antiga dos arquivos. O NTFS pode fazer isso por exemplo. Seria muito óbvio recuperar a versão antiga do arquivo.
Sobre o caso de exemplo: você nunca deve armazenar senhas não criptografadas em um disco e, se você entregar o sistema a outra pessoa, faça uma limpeza segura. Além disso, em laptops, é sempre uma boa idéia usar criptografia de sistema de arquivos ou de disco inteiro.