1941 年12 月7日，日本偷襲美國海軍珍珠港之前，曾經派遣了一些袖珍潛艇前往珍珠港參加偷襲作戰活動，但是沒有奏效。即使如此，仍然反映出日本對潛艇作戰的高度重視。在整個太平洋戰爭期間，日本潛艇的建造特點，從總的方面來說是潛艇種類型號繁多，但是建造潛艇的基本方針經常更改，一些型號潛艇的建造計畫，在日本戰敗投降時尚未完全執行完畢。還有一些型號的潛艇建造的數量不少，但是在戰爭期間沒有充分發揮出預期的作用。
日本用於太平洋戰爭的潛艇建造計畫，早在太平洋戰爭爆發之前便已經制定並開始執行。日本海軍根據1937年度計畫和1939年度計畫，建造了3艘「甲」級潛艇。接著，日本海軍從1937年度計畫開始，陸續建造了20艘「乙」級潛艇，這些潛艇在太平洋戰爭期間，被日本海軍作為其潛艇主力投入了戰場。
與「甲」級潛艇相比，「乙」級潛艇除了在排水量、艇員編制人數以及續航距離等方面略少一些之外，其總體性能幾乎與「甲」級潛艇沒有很大的差別。太平洋戰爭初期， 「乙」級潛艇曾經取得了一些出色戰果。
從1937年度計畫開始，日本海軍還陸續建造了8艘「丙」級潛艇。在太平洋戰爭期間， 「丙」級潛艇除了參加一般的海上作戰之外，還作為攜帶「甲標的」級袖珍潛艇的母艇，把「甲標的」級袖珍潛艇運送到美國海軍艦艇停泊的港口附近，對美國海軍艦隻實施襲擊。此外，從1939年開始日本海軍恢復了「海大」級潛艇的繼續建造並於1942年～1943年建成了10 艘「海大」—7級潛艇，補充了「丙」級潛艇數量的不足。
1939 年，日本海軍制定了潛艇緊急建造計畫，總共建造了 18 艘「中」級潛艇，這些潛艇相繼於1943年3月至1944年11月建成服役之後，全部投入到太平洋戰爭中。在太平洋戰爭期間日本海軍曾經計畫再建造 75 艘「中」級潛艇，但是由於戰局形勢急轉直下，日本在盟軍的打擊下很快趨於敗局，無力繼續建造「中」級潛艇，此項建造計畫中途流產。
日本海軍根據1939年度臨時計畫以及1941 年度的緊急計畫，還建造了18艘「小」級潛艇，主要是打算把該級潛艇用於對設立在南太平洋一些島嶼上的日本空軍基地進行防禦
「小」級潛艇在1942年9月至1944年1月相繼建成服役之後，正值日本海軍潛艇作戰兵力左支右絀時期，於是日本海軍便把「小」級潛艇投入到遠洋，作戰的海上戰場，由於這些「小」級潛艇是按照近海潛艇模式設計和建造的，因此難以適應遠洋型的海上作戰，結果，18 艘「小」級潛艇基本上沒有發揮出預期的作用。
太平洋戰爭爆發之前，日本海軍根據 1941 年度的追加計畫，打算建造 3 艘「潛補」級潛艇，主要用於對水上飛機補充航空汽油和彈藥品。但是，後來日本軍令部於1941年9月命令增加「潛補」級潛艇的武器裝備和續航力，因此，該級潛艇的設計中途進行了修改，致使該級潛艇的首制艇到 1943 年5 月才正式開工。1945 年1 月 28日「潛補」級的首制艇「伊」—351 號潛艇建成服役之後，旋即被日本海軍投入海上補給行動。該級的後續 2 艘潛艇到日本戰敗投降時尚未最後建成。
戰爭期間， 日本根據1942年度的修正計畫準備建造5艘「潛特」級潛艇。「潛特」級潛艇實際上是一種潛水航空母艦，其水下排水量達到6560噸，是第二次世界大戰期間排水量最大的潛艇。該級潛艇的續航力長達37500海裡。由於在戰爭期間日本原材料和勞動力嚴重匱乏，因此，日本勉強建造了3艘「潛特」級潛艇，另外2艘尚未建成，日本便已戰敗投降。
另外，在戰爭期間日本海軍根據1942年度的修訂計畫建造了12艘「丁」級潛艇，最初日本打算把「丁」級潛艇作為運送海軍陸戰隊員和特種部隊的登陸用潛艇，後來根據戰爭形勢將「丁」級潛艇應急改為輸送作戰物資用的潛艇。
在1943年度計畫中，日本海軍建造了「潛高」級潛艇。 「潛高」級潛艇是一種日本海軍寄予厚望的水下高速型潛艇。按照日本最初的設計，「潛高」級潛艇的水下最高航速為 25 節，但是在實際建造過程中由於主機方面的原因，建成服役時的「潛高」級潛艇，其水下最高航速僅僅為19節。最初按照1943年度建造計畫，日本海軍打算建造3艘「潛高」級潛艇，後來日本海軍又把「潛高」級潛艇的建造數量增加到23艘，但是到日本戰敗投降時，日本海軍僅僅建成了 3 艘「潛高」級潛艇，此外還有5 艘處於尚未建成的半成品狀態，遠未完成預期的建造計畫。
1943年秋季之後，美國加強了對日本的空襲，日本海軍的補給行動處於極大的艱難困境。為了保證日本海軍的後方供應，因此日本海軍決定建造 12 艘「潛輸小」級潛艇，以便解決近距離的海上輸送問題。到日本戰敗投降時，僅僅建成了10艘，其餘2艘處於尚未建成狀態。
1944年，日本在美國軍事打擊下，戰況與日俱下， 日本海軍決定建造一大批小型潛艇，進行日本本土保衛作戰，「潛高小」級潛艇便是根據這一局勢而建造的。最初，日本海軍計畫建造 79艘「潛高小」級潛艇，但是到日本戰敗投降時僅僅建成了10艘，另有32艘正處於不同的建造階段，其餘的則尚未開工。
除了上述各種型號潛艇之外，在太平洋戰爭之前和戰爭期間，日本海軍還建造了一些型號的袖珍潛艇。「甲標的」級袖珍潛艇是一種水下高速型潛艇，日本海軍打算利用母艦攜帶，在遠洋對敵人主力艦隻展開突襲。「甲標的」級袖珍潛艇是日本海軍於1934年在極端秘密的情況下建造的。到1938年時，日本海軍總共批量建造了40艘「甲標的」級潛艇。太平洋戰爭爆發之後，日本最先把「甲標的」級潛艇投入對珍珠港的襲擊，接著又把「甲標的」級潛艇投入瓜達康納島爭奪戰以及沖繩戰役等。
從1943 年末開始，日本海軍以「甲標的」級袖珍潛艇為基礎，開始設計具有水面航行能力、可以進行充電、艇內舾裝簡化的「蛟龍」級袖珍潛艇。1945 年3月，日本海軍把「蛟龍」級定為特攻武器。接著，日本全國有關造船廠全力以赴地建造「蛟龍」級潛艇，到日本戰敗投降之前，日本海軍總共建造了115 艘「蛟龍」級潛艇。除了「蛟龍」級潛艇之外，日本海軍於1945年4月決定大批量建造「海龍」級潛艇，到日本戰敗投降時，已經建成224艘「海龍」級潛艇，另外尚有207艘「海龍」級潛艇處於半成品狀態。此外，日本海軍還建造了450艘「回天」—1級和約200艘「回天」—2級自殺性潛艇。儘管如此，這些潛艇仍然沒有挽回日本在太平洋戰場上的失敗命運。