対艦・対潜戦闘時の潜水艦の主力兵装は魚雷で魚雷発射管から射出される。潜水艦用魚雷の誘導方式は以下のようなものがある。
以上のような各種の魚雷は、それぞれが有する中間誘導方式・終末誘導方式などの特性に合わせ、状況に応じて使い分けられる。
射撃管制装置.
魚雷の命中率を向上させるためには、方位だけでなく距離、深度、目標の進行方向、進行速度等の発射諸元の標定が重要である。
射撃管制には複雑な計算を必要とし、複数のソナーを使いこなすために射撃管制装置には高度なコンピュータ・ソフトウェアとデータベースを必要とする。射撃指揮装置のソフトウェアとデータベースは経験の長い米露両国が優れているといわれている。ソ連およびロシアは、自国のディーゼル潜水艦の射撃管制装置を、共産諸国や、冷戦後は購入するあらゆる国に低価格で輸出している。米国はディーゼル潜水艦を作っていないため、西側諸国は射撃管制装置を自製するか、輸入している。
機雷.
潜水艦は敵艦船が使う航路や港湾付近で、隠密裏に機雷を敷設する用途にも使われる。
備砲.
第二次世界大戦直後まで、潜水艦は敵船攻撃時に高価な魚雷を節約したり、駆逐艦や航空機に反撃したりするため砲を搭載していた。日本海軍は潜水艦でアメリカ本土とカナダに対地砲撃を加えた。
現代の潜水艦は水中での高速性や静粛性を重視し、砲を装備していない。
対空兵装.
かつては潜航能力が低かったこともあり、多くの潜水艦に対空砲が搭載されていた。
現代では潜航できる時間が長くなったことと潜航可能深度が増大したことにより、航空機に対しては戦うより潜航して身を隠したほうが安全となったため、潜水艦は基本的に対空兵装を装備していないことが多い。
潜航できない際に接近した対潜ヘリコプターに対処するため、携行式の対空ミサイルを搭載している潜水艦もあるが、自動小銃などと同じく自衛用であり浮上して攻撃するなど積極的な戦闘は避けている。
自艦を捜索する哨戒ヘリコプターを攻撃するため、魚雷発射管から射出する対空ミサイル（IDASなど）が開発されている。
外付けユニット.
アメリカ海軍では、潜行中にダイバーや小型潜水艇の出入艦を容易にするため、ドライデッキ・シェルターと呼ばれる船体に着脱可能なモジュールを導入している。
乗組員.