第二次世界大戰中的潛艇
1939年9月17日，在第二次世界大戰爆發的僅僅兩個星期之後，德國的潛艇便擊沉了英國皇家海軍的「勇敢」號航空母艦。同年10月，德軍的U—47號潛艇向停泊在斯卡帕灣的英國皇家海軍的「皇家橡樹」號戰列艦進行了偷襲，結果使得這艘排水量為33000多噸的巨型戰列艦在短短的十幾分鐘便迅速沉沒，包括艦隊司令在內的艦上近800名官兵葬身海底。
1940年，德國加緊了潛艇的建造步伐，僅在1940年這一年之中，德國便建造了66艘各種型號的潛艇並且利用這些潛艇在海上不斷襲擊英國的運輸船隻。1940年6月，英國有近30萬噸的運輸船隻被德軍潛艇擊沉。1940年10月，英國運輸船隻被德國潛艇擊沉的總噸位達35萬噸。
1940年秋季，德軍潛艇部隊司令卡爾·鄧尼茨開始推行「狼群戰術」，使得盟軍海上運輸船隊遭到了極大的損失。為此，盟軍不得不加強了護航船隊的反潛作戰能力。為了有效地遏制德軍潛艇對大西洋航線上護航船隊的襲擊，盟軍調撥了大量作戰飛機參加大西洋上船隊的護航。從大西洋的東西兩岸一直延伸到大西洋的縱深海域，盟軍的護航船隊都可以得到在大西洋東西兩岸起飛的盟軍戰鬥機的空中支援。
當時，凡是參加護航的戰鬥機都裝備了經過改進的機載雷達，利用這種機載雷達，即使在天氣條件十分惡劣的時候，也能在遠距離處發現德軍在水面航行的潛艇，並且可以迅速地對那些德軍潛艇實施毁滅性的打擊。從此之後，德軍的潛艇被迫退縮在大西洋中間一條500英里寬的狹長海域裡活動，因為這一條狹長海域是盟軍戰鬥機因受到其續航力的限制而無法實施有效空中巡邏的海域。
在1942年8月至1943年4月期間，盟軍的反潛作戰兵力與德軍潛艇展開了殊死戰鬥，雙方都付出了沉重的代價。早在第二次世界大戰爆發初期的1939年，德國海軍潛艇平均每擊沉11艘盟軍的船隻，就要損失一艘潛艇，雙方的損失比為11：1。到了1940年時，由於德軍採用了狼群戰術，雙方的損失比上升到22：1。1941年下半年，由於美國加入了海上護航活動，雙方損失比降低到12：1。後來，由於美國加強了反潛作戰力量以及盟軍的戰鬥機加入了護航活動，德軍潛艇的損失日漸增加。到了1943年時，雙方損失比降低到4：1。從交戰雙方的損失比例方面來看，德軍潛艇從1943年之後在大西洋作戰活動中付出的代價日漸沉重。
1942年夏季之前，德軍平均每月損失5艘潛艇，1942年秋季之後，德軍每月平均損失的潛艇為15艘以上。由於潛艇損失數量的明顯增加，德國開始加快建造潛艇的步伐，以便保證向戰場上輸送足夠數量的潛艇。這一期間，德國動員了國內的16家造船廠日以繼夜地建造潛艇，以平均每個月建造20艘新潛艇的高速度源源不斷地充實到德國海軍潛艇部隊。1941年，德國在這一年期間總共建造了210艘新潛艇，1942年這一年又建造了307艘新潛艇。儘管德軍潛艇的損失數量不斷增加，但是由於德國源源不斷地補充了新建造的潛艇，因此到1943年下半年時，德國在役潛艇的數量仍保持在300艘以上的水準。
在德國加速建造新潛艇的同時，盟軍也在加緊新式反潛武器的研製。盟軍的新式反潛武器投入反潛戰場之後，有效地遏制了德國海軍潛艇進攻的勢頭。特別是裝備了高性能機載搜索雷達的盟軍戰鬥機加入了反潛作戰活動之後，盟軍的戰鬥機可以不分晝夜地開展海上搜索活動，德軍潛艇為了免受盟軍的空中打擊，被迫將其大部分時間的活動改為水下活動方式。
當時德軍潛艇在水下以8～10節的最高航速航行時，艇上蓄電池組只能維持1個小時。然後，潛艇必須要上浮到海面，利用艇上的柴油機為蓄電池充電。但是，充電時間卻往往需要4個小時左右。在第二次世界大戰剛剛爆發時，德軍潛艇的這種做法相對比較安全，但是到了1943年，德軍潛艇只要在海面上停留的時間稍長一些，便隨時都可能被盟軍的空中反潛巡邏機發現。在長達4個多小時的充電過程中，德軍潛艇隨時可能會遭到盟軍飛機的轟炸或盟軍反潛兵力的打擊。
在海上作戰形勢不斷嚴峻的情況下，改進潛艇的隱蔽性，減少潛艇在水面的充電時間已經成為德國海軍迫切需要解決的問題。1943年，德國海軍研製出潛艇通氣管裝置。通氣管裝置使潛艇的隱蔽性有了很大的提高，從而大大減少了被盟軍雷達發現的概率。從這個意義上來說，通氣管裝置將潛艇技術向前推進了一大步，並且對戰後世界各國潛艇技術的發展產生了深遠的影響。
另外，為了在海上作戰中重新奪回主動權，德國對水下高速潛艇加緊進行了研製。1944年，德國海軍成功地研製出兩種型號的水下高速潛艇—U—XXI型和U—XXI型潛艇。U—XXI型潛艇的水下排水量為1819噸，水面最高航速為15.6節，水下最高航速為17.2節，以10節的水面航速航行時，其續航力可達15500海裡。U—XXI型潛艇上裝備了通氣管裝置，當該級潛艇在二級海況以上的環境下利用通氣管裝置航行時，盟軍的機載雷達幾乎無法將其探測到。德國海軍在二戰末期總共建造了131艘U—XXI型潛艇，但是建成的U—XXI型潛艇之中，能夠達到設計指標的潛艇數量甚少。德軍在第二次世界大戰末期雖然把U—XXI型潛艇投入戰場，但是卻無法挽救德國失敗的命運。
U—XXI型潛艇對戰後世界常規潛艇技術的發展產生了深遠的影響。第二次世界大戰結束之後，美國、前蘇聯、英國以及其他一些國家都從繳獲的U—XXI型潛艇中得到了不同程度的啟發和借鑑，在戰後建造的潛艇中都採用了U—XXI型潛艇上的許多先進技術。
第二次世界大戰期間德國在潛艇技術方面另外一個引人注目的成就是開闢了潛艇AIP（不依賴空氣動力裝置）技術發展的先河。當時德國潛艇的典型AIP裝置是「沃爾特」型閉式循環汽輪機裝置，該裝置利用過氧化氫在封閉環境下產生推進動力，使潛艇能夠在水下進行長時間的持續潛航。1944年春季，德國建造了裝備「沃爾特」型汽輪機裝置的U—XWI型潛艇。該級潛艇的水下排水量為350噸，在進行水下高速航行時使用」沃爾特」型汽輪機裝置，最高水下航速可以達到21.5節。
「沃爾特」型閉式循環汽輪機裝置對於戰後世界各國開展常規動力潛艇的AIP技術發展起到了很大的推動作用。第二次世界大戰剛剛結束之際，美國、前蘇聯、英國等國家對潛艇的AIP技術給予了極大的重視，紛紛不惜重金開展潛艇非核式閉式循環推進系統的研究，並且取得了一定成果。這些研究成果為20世紀世界各國再度掀起常規動力潛艇AIP技術的研製高潮，以及至今為止在AIP技術方面取得的令人矚目的重大進展奠定了重要的基礎。
在第二次世界大戰期間，德國投入戰爭的潛艇共有1150艘，其中的807艘潛艇被盟軍擊沉。盟軍被德軍潛艇擊沉的艦船為2882艘，受到重創的艦船為264艘，盟軍艦船損失的總噸位為1440萬噸。
1941年6月22日，當德國納粹軍隊入侵前蘇聯時，前蘇聯海軍已經擁有215艘潛艇。從1941～1945年這近4年的時間裡，前蘇聯海軍潛艇儘管作出了很大的努力去破壞德軍的海上交通運輸線，但是從總的方面來說，前蘇聯海軍潛艇取得的戰果不是十分理想。除了對德國艦艇展開攻擊行動之外，前蘇聯海軍潛艇曾經為受困的蘇軍提供給養和供應品，並且利用潛艇及時撤出蘇軍部隊人員。在整個第二次世界大戰期間，前蘇聯海軍潛艇雖然對德軍給予了一定程度的打擊，但是，蘇軍潛艇的損失也是十分嚴重的，損失的潛艇共有110艘。
日本於1941年12月8日偷襲珍珠港從而引發太平洋戰爭時，總共擁有62艘潛艇，到1945年8月15日戰敗投降的近4年間，建造了117艘潛艇，此外還從德國引進了8艘潛艇。在將近4年的太平洋戰爭期間，日本總共損失127艘潛艇。日本戰敗投降之後，剩餘的60艘潛艇，除少數幾艘被美軍作為戰利品運送回美國之外，其他所有潛艇均被美軍沉沒于太平洋或就地拆毁。
在整個太平洋戰爭期間，日軍潛艇在太平洋海域擊沉美國及盟軍航空母艦3艘、重巡洋艦1艘、輕巡洋艦1艘、驅逐艦5艘以及潛艇2艘。此外，日軍潛艇還擊沉美國及盟軍運輸船隻179艘，總噸位為90餘萬噸，擊傷運輸船隻49艘。
在太平洋戰爭期間，與日本潛艇作戰活動相對比的是美國海軍潛艇取得的出色作戰效果。太平洋戰爭爆發時，美國海軍擁有在役潛艇111艘，另外有73艘潛艇正處於建造階段。戰爭期間，美國為了適應戰爭的需要，加緊建造大批量的潛艇，總共建造了217艘以「小鯊魚」級為代表的艦隊型潛艇。
美國海軍於1942年研製出潛艇用的水面搜索雷達。由於裝備了水面搜索雷達，美軍潛艇即使在夜間或濃霧的天氣條件下仍可探測到日軍的水面艦艇和在水面上航行的潛艇，所以美軍潛艇可以比日軍艦艇搶先一步採取進攻或規避戰術，從而使美軍潛艇在戰爭期間與日軍艦艇對抗時獲得了很大的主動權。