Якщо у XIX столітті в кораблебудівних програмах провідних морських держав підводним човнам не приділялось достатньої уваги, то з початку XX століття в багатьох країнах розгорнулось їхнє серійне будівництво. Однак у період до Першої світової війни перевага віддавалась будівництву лінійних кораблів, які вважались основним класом бойових кораблів. Але вже на початку Першої світової війни один німецький підводний човен U-9 потопив три британськіброненосні крейсери "Абукір" (англ. Aboukir), "Хог" (англ. Hogue) і "Крессі" (англ. Cressy). За перші два місяці війни п'ять підводних човнів (три німецькі і два британські) потопили вісім крейсерів. Після цього підводні човни стали вважатись серйозною бойовою силою.

Підводний човен U-9. Фото до 1914 року.

За час війни 600 підводних човнів держав що воювали потопили 55 великих бойових кораблів (лінкорів і крейсерів), 105 есмінців, 33 субмарини. Найбільш ефективно човни діяли на торгових комунікаціях: якщо надводні кораблі потопили лише 217 транспортів, то субмарини - близько 6000. Загальна вантажопідйомність потоплених підводними човнами торгових суден склала близько 19 млн. реєстрових тонн. Для нейтралізації тільки німецьких підводних човнів союзники змушені були залучити 5 тисяч кораблів, 2 тисячі літаків і близько 200 аеростатів. Проти них тільки в Північному морі було виставлено близько 140 тисяч мін. Унаслідок дій німецьких підводних човнів на морських комунікаціях Британія опинилась на межі поразки у війні. Прагнучи блокувати Британію організацією жорсткої підводної війни, німці потопили океанський лайнер "Лузітанія", серед загиблих пасажирів якого були громадяни США. Цей інцидент украй негативно вплинув на відносини між США і Німеччиною та наблизив США до вступу у війну.

За час Першої світової війни підводні човни значно вдосконалились, стрімко збільшилась їхня кількість. Це і поява морської авіації кардинально змінили характер боротьби на океанських театрах військових дій. Завершився період лінійних флотів, наступив час флотів різнорідних сил. У міжвоєнний період розвиток підводного кораблебудування йшов переважно в напрямку досягнення максимальної швидкості надводного ходу, високої автономності та збільшення потужності артилерійського озброєння. Найбільших успіхів у цьому досягли німці, які на базі найвдаліших проектів Першої світової війни здійснювали свої провідні розробки в підставних організаціях, зареєстрованих у нейтральних країнах. Удосконалювалась зброя підводних човнів - з'явились торпеди з безконтактними детонаторами, торпеди з можливістю маневрування і повороту на певні кути, в Японії успішно розроблялись кисневі торпеди. Одночасно вдосконалювались методи підводного виявлення - у Великій Британії розпочалось серійне будівництво гідролокаторів, які, з одного боку, стали загрозою для підводних човнів, а з іншого - "очима" ПЧ в підводному положенні.

Підводний човен "Уаху" (SS-238) ВМС США торпедує японський транспорт "Нітсу Мару".23 березня 1943 року.

На початок Другої світової війни у складі німецького флоту нараховувалось 57 підводних човнів, флоту США - 99, Великої Британії - 69, Франції - 77, Італії - 115, Японії - 63, СРСР - 211. За час війни у світі було побудовано понад 1850 субмарин, з яких Великою Британією - 165, США - 203, Італією - 41, Японією - 129, СРСР - 54, а Німеччиною - 1131. Під час війни в Німеччині будувались підводні човни усіх підкласів, переважно середні - серії VIIC і великі - серії IXC. Човни серії VIIC мали дальність плавання до 6100 миль, були озброєні п'ятьма торпедними апаратами, 88-мм гарматою і двома зенітними автоматами. Човни серії IXC - дальність плавання понад 11 тисяч миль, 6 торпедних апаратів, 105-мм гармата і зенітні автомати.

За час цієї війни підводні човни цілком виправдали своє призначення: ними було потоплено близько 4330 транспортних суден, у той час як надводними кораблями - тільки 336. Підводними човнами було знищено 395 бойових кораблів, зокрема 3 лінкори, 17 авіаносців, 122 есмінці, 75 підводних човнів та 146 кораблів інших класів. Загинули 1123 підводні човни.

При цьому технічно підводні човни цього періоду залишались у своїй більшості дуже недосконалими і були по суті "пірнаючими" - могли занурюватись на глибину до 100-150 метрів і перебувати під водою порівняно невеликий час, що вимірювався годинами і залежав від заряду батарей і запасу кисню. Основний же час підводний човен проводив у надводному положенні, часто й атаки здійснювались з надводного положення, особливо це було характерно для німецьких підводників до 1941 року при атаках на конвої в нічний час.

Використання союзниками радіолокації для пошуку підводних човнів різко збільшило втрати німецького підводного флоту. Виникла необхідність забезпечити дії човнів у поході і на бойовому курсі в підводному положенні. Однак тривалість ходу на електромоторі обмежувалась необхідністю частого спливання для підзарядки акумуляторних батарей. А дизель не міг працювати у підводному положенні через обмежений запас повітря в корпусі човна, необхідного, найперше, для продувки баластних цистерн та забезпечення життєдіяльності екіпажу. Крім того, в підводному положенні швидкість ходу 5-6 вузлів могла триматись не довше 45 хвилин. При швидкості конвоїв, яка могла досягати 10 вузлів, це вкрай обмежувало можливість маневру човна для успішної підводної атаки.

Німецький підводний човен U-243 типу VII в надводному положенні ухиляється від повітряної атаки. 1944 рік.

Здавалось можливим вирішити цю проблему використанням створеного 1937 року двигуна інженера Вальтера, який працював на пероксиді водню і не потребував кисню для горіння горючої суміші. Таким двигуном передбачалось забезпечити новий човен з обтічним корпусом. Очікувалось, що він зробить революцію, оскільки забезпечить швидкість ходу під водою до 25 вузлів.

Однак з'ясувалось, що в необхідні терміни човен Вальтера створити неможливо. Було вирішено на базі цього човна створити човен з подвоєною кількістю акумуляторних батарей тоннажем 1600 тонн, в якому для забезпечення роботи дизеля у підводному положенні використовувати шноркель - систему шлангів для засмоктування повітря і виведення відпрацьованих газів. У результаті був створений човен зі швидкістю підводного ходу 18 вузлів протягом 1,5 години; 12-14 вузлів протягом 10 годин і 5 вузлів протягом 60 годин. При цьому в підводному положенні човен був здатен відірватися від переслідування.

Найбільших бойових успіхів досягли німецькі підводні човни в ході битви за Атлантику, особливо після того, як Крігсмаріне очолив Карл Деніц. Він розробив стратегію "вовчих зграй", вперше скоординувавши бойові дії кількох десятків човнів в морі. Найефективнішим і наймасовішим підводним човном Німеччини був підводний човен типу VII. Наприкінці Другої світової війни німецькі конструктори впритул підійшли до вирішення проблеми оснащення підводних човнів балістичними ракетами.

Тенденції, які виникли в будівництві підводних човнів у другій половині війни (покращення підводних маневрених характеристик, збільшення швидкості підводного ходу, глибини занурення, підводної дальності плавання, зниження шумності, скорочення часу термінового занурення, застосування пристроїв підзарядки акумуляторів без повного спливання на ходу) зберігалось до кінця 1950-х років. Зі вдосконаленням конструкції підводного човна і їхніх тактико-технічних характеристик розширювались не тільки їхні бойові можливості, а й спектр їхнього застосування.

Період ракетно-ядерних флотів