בעלות הברית ציידו את אוניות הליווי ואת המטוסים במכ"ם, שאיפשר זיהוי צוללות כאשר היו בציפה ולא בצלילה. מכשירי המכ"ם היו שיפור גדול: כך ניתן היה לזהות צוללות גם בלילה, וממרחק גדל והולך. ככל שהתקדמה המלחמה השתכללו המכשירים, ויחידות הליווי צוידו במכשירי מכ"ם בעל גל סנטימטרי, שאיפשר גילוי עצמים קטנים יחסית. לעומת זאת, יפן פיגרה מאוד בנושא המכ"ם.
פותח מגלה אנומליה מגנטית (MAD, ראשי תיבות של Magnetic anomaly detector) שנועד לגלות שינויים בשדה המגנטי של כדור הארץ, שיכולים להיווצר, בין השאר, על ידי תנועה של גוף מתכתי גדול כמו צוללת. מכשירים כאלה נישאו במטוסים או נגררו על ידי אוניות. גם הצי היפני השתמש במכשירים כאלה, שנקראו ביפנית ג'יקיטנצ'יקי (磁気探知機).
במהלך המערכה נעשה שימוש נרחב בקשר רדיו. חלק מרכזי מהטקטיקה של צי הצוללות הגרמני היה הנחייתן מהמרכז בברלין אל מיקומן של השיירות. כל מפקד צוללת היה צריך, לפיכך, להעביר מסרים שונים אל המפקדה: מיקומו, מצבו, מזג האוויר במיקומו, ועוד. למרות ניסיונות רבים לקודד את השידור בצופן, מכל מקום נקלטו שידורים אלו אצל הבריטים. קליטת האותות בשתי תחנות איפשרה את איתור מיקום השידור בשיטה של טריאנגולציה. שיטה זו נקראה High Frequency Direction Finder, ובקיצור - Huff-Duff. לא היה צורך לפענח את ההודעה ששולחת הצוללת - די היה באיתור מיקומה. לפי איתור זה ניתן היה להפנות את השיירות אל נתיבים הרחוקים ממיקום הצוללות. האחראים על השיירות הצליחו בדרך זו להפנות למעלה מ-60% מהשיירות לנתיבים בטוחים יותר. ב-1942 הותקן ציוד כזה גם על אוניות הליווי, והן היו יכולות לזהות בעצמן מיקום של צוללות הנמצאות על נתיבן, ולנסות לתקוף אותן באמצעות זיהוי זה. השיירות, לעומת זאת, הפליגו בדממת אלחוט.
כמו במלחמת העולם הראשונה, גם במלחמת העולם השנייה היה למודיעין הבריטי חלק חשוב בניצחון, וזאת על ידי פיצוח הצופן הגרמני של מכונת האניגמה כחלק מהמאמץ המודיעני שכונה אולטרה. פיצוח הצופן היה תלוי בטעויות שתיעשנה על ידי המפעילים. מפעילים מנוסים, כמו בפיקוד הלופטוואפה כמעט ולא טעו, והצופן שלהם כמעט ולא נפרץ; הצופן שבו השתמשו אנשי הגסטפו לא נפרץ אף פעם. לעומת זאת, האחראים על השידור בצוללות היו בדרך כלל קצינים צעירים, פחות מנוסים, ששידרו תחת עומס פיזי ונפשי רב. פיקוד הצוללות היה מודע לבעיה, והצוללות צוידו בדרך כלל במכונות האניגמה המשוכללות ביותר, ובקודים מתוחכמים יותר. עם זאת, על אף שהפיצוח לא היה אחיד, הרי שבמהלך 1943 כבר התקבל מידע רב, שסייע מאוד במערכה.
אבדות צוללות גרמניות במלחמת העולם השנייה.
בסך הכל הוטבעו 785 צוללות גרמניות במהלך מלחמת העולם השנייה, שהן כשני שלישים מסך כל הצוללות שהושקו במהלך המלחמה. להלן פירוט הגורמים השונים להטבעתן:
לאחר המלחמה.
השינוי ביכולותיהן ובתפקידיהן של הצוללות.
בחודשי המלחמה האחרונים החל הצי הגרמני לקלוט צוללות חדישות, מדגמי XXI, שנועדו ללוחמה בים הפתוח, ודגמי XXIII הקטנות יותר, שנועדו ללחימה בים התיכון, בים השחור ובים הבלטי, שבהם הים פחות עמוק. אלו היו הצוללות האמיתיות הראשונות, שהיו יכולות לצלול לפרק זמן ממושך ולתקוף גם כאשר הן מתחת למים, בניגוד לקודמותיהן שהיו יכולות לצלול רק לפרקי זמן מוגבלים, כדי לחמוק ממעקב. למזלן של בעלות הברית, הצוללות הללו נכנסו לשירות מאוחר מכדי שיוכלו לשנות את גורל המערכה; הצוללות מדגם XXIII פגעו בחמש אוניות (חלקן הוטבעו וחלקן ניזוקו), ואילו הצוללות מדגם XXI לא הטביעו אף אונייה. החידושים הטכנולוגיים שיושמו בצוללות אלו אומצו מיד לאחר המלחמה על ידי הציים הגדולים: צי ארצות הברית, הצי המלכותי הבריטי והצי הסובייטי. ארצות הברית ובריטניה עשו בהם שימוש כדי לשדרג את צי הצוללות הקיים ולהשיק צוללות חדשות, וברית המועצות השיקה צוללות חדשות שבהן הוטמעו חידושים אלו.
כניסתן של צוללות אלו לשירות הפכה חלק גדול מאמצעי הלוחמה נגד צוללות למיושנים. הצוללות החדשות היו מהירות הרבה יותר וכאמור, היו יכולות לשהות זמן רב הרבה יותר מתחת לפני המים: המצברים של הצוללות החדשות היו יעילים ובעלי קיבולת גבוהה יותר, ולפיכך אפשרו שימוש ממושך יותר במנוע החשמלי של הצוללת, שבעזרתו משייטות הצוללות מתחת למים. הצורך בציפה כדי להפעיל את מנועי הדיזל (שבאמצעותם נטענים המצברים) הצטמצם, גם בגלל המצברים היעילים יותר וגם מכיוון שכעת ניתן היה להניע אותם בצלילה באמצעות שנורקל. כך היו הצוללות החדשות יכולות, תאורטית, לבצע משימה שלמה בצלילה וללא צורך בעלייה על פני המים והתגלות. הופעתן של צוללות גרעיניות הגדילה עוד יותר את הקושי: צוללת גרעינית אינה זקוקה לשנורקל, ומהירותה גדולה עוד יותר.
במלחמות העולם התמקדו הצוללות בלחימה כנגד קווי האספקה של בעלות הברית. ואולם, במהלך המלחמה הקרה נוספו לצוללת תפקידים חדשים. צוללות החלו לשאת טילים בליסטיים הנושאים ראש נפץ גרעיני, ובכך היו לאמצעי בעל חשיבות אסטרטגית. צוללות נושאות גם טילי שיוט, ויכולתן לשגר אמצעי זה נתנו להן משקל רב מאוד בחשיבה אסטרטגית בינלאומית. כדי הגן על הצוללות נעשה מאמץ רב להקנות להן יכול חמקנות: מנועי הצוללות שופרו מאוד כדי שיפלטו פחות רעש, על חלק מהצוללות הותקנו חיפויים סופגי קול, ועוד. דבר זה הכביד עוד יותר על הלוחמה בצוללות.
התפתחות הכוח האווירי.
במקביל להתפתחות הצוללות, התפתח מאוד הכוח האווירי, שחשיבותו המכרעת הוכחה במהלך מלחמת העולם. נושאות מטוסים הוסבו לתפקידי לוחמה נגד צוללות ואחרות נבנו באופן ייעודי לכך. נבנו מטוסי סיור בעלי טווח ארוך שנשאו מגוון גדל והולך של אמצעי גילוי (ראו להלן) וחימוש נגד צוללות. מטוסים אלה התאפיינו בטווח הארוך, כאמור, וגם במהירות נמוכה יחסית, שאיפשרה להם לעקוב אחרי צוללת ולתקוף אותה.
כניסת מסוקים לשירות מבצעי הוסיפה מימד חשוב ללחימה האווירית נגד צוללות. יכולתו של המסוק להמריא ממשטחים קטנים מאפשרת גם לאוניות קטנות כמו משחתות ופריגטות לשאת את כלי הטיס. המסוק מרחיב מאוד את טווח הגילוי של האונייה, ויכולתו לטוס במהירות נמוכה ואף לרחף במקום הפכה אותו לכלי חשוב בנשיאת אמצעי גילוי וחימוש נגד צוללות.
אמצעי גילוי.
גם אמצעי הגילוי, כמו המכ"ם והסונאר, עברו שינויים ושכלולים. נעשה שימוש גדל והולך בסונאר פסיבי, הפועל בעיקר על ידי האזנה לצלילים ולא על ידי שיגור פולסים, כמו בסונאר אקטיבי. צוללות גרעיניות פלטו רעש רב, ושימוש בסונאר פסיבי היה יעיל מאוד לגילוין מבלי להסגיר את כלי השיט המחפש. כדי להתגבר על הרעש שיוצר גוף האונייה, המפריע להאזנה בסונאר, פותח סונאר נגרר, המרוחק מהאונייה. מסוקים צוידו בפיתוח דומה, סונאר טובל, המורד מהמסוק ושוקע במים לעומק מוגדר מראש, ואז מעביר אותות למסוק בכבל.
כיוון אחר לגילוי צוללות מתבסס על הגאוגרפיה של האוקיינוסים. בנקודות בהן ישנם מכשולים טבעיים, כמו מצרי ים, ניתן להניח מספר רב של מצופי האזנה, וכך לעקוב אחרי תנועות ימיות במשך פרק זמן ארוך. נעשה שימוש גם בהידרופונים קבועים המונחים בקרקע הים, שנתוניהם מועברים למוקד ביבשה. במהלך המלחמה הקרה הניחה ארצות הברית מתקני האזנה כאלה במסגרת מבצע SOSUS (ראשי תיבות של sound surveillance system, מערכת מעקב קולות).מתקני ההאזנה הונחו במצר דנמרק, בין גרינלנד לאיסלנד, ובין איסלנד לבריטניה, ובנקודות אסטרטגיות נוספות באוקיינוס השקט.
כפי שהוזכר לעיל, אמצעי גילוי שנכנס לשימוש במלחמת העולם השנייה היה מגלה אנומליה מגנטית (Magnetic Anomaly Detector, ובקיצור MAD). אמצעי זה משתמש במגנטוספירה של כדור הארץ כבסיס, ומגלה אנומליות הנגרמות על ידי גופים מתכתיים גדולים, כמו צוללות. התקני גילוי אנומליה מגנטית הותאמו לכלי טיס, ומותקנים כך שיהיו מרוחקים מגוף המטוס או המסוק - בזנבו או בהתקן נגרר.
במלחמת העולם השנייה נשען גילוי הצוללות במידה רבה על איכון תשדורות הרדיו שלהן, ואולם עם התפתחותן של הצוללות מיעטו אלה לעשות שימוש במכשירי אלחוט באזורים מסוכנים מבחינתן. צוללות מודרניות מסתמכות על שידור בגלים קצרים מאוד, המאפשרים שידור קצר מאוד, וניתנים לקליטה גם מתחת למים.
חימוש נגד צוללות.
הלוחמה נגד הצוללות בשתי מלחמות העולם הוכיחה שכדי לפגוע בצוללת על פצצת העומק להתפוצץ במרחק מטרים ספורים ממנה: רוב הצוללות שהוטבעו בפצצות עומק נפגעו ממספר רב של פצצות שהוטלו עליהן. מהירותן הרבה של הצוללות החדשות הורידה עוד יותר את יעילותן של פצצות העומק. כדי להגביר את יעילותן של פצצות העומק נעשו ניסויים בפצצות עומק גרעיניות.
בנוסף לפצצות העומק, נעשה שימוש גם כלי נשק יורים לפנים: מרגמות משוכללות היורות פצצות נגד צוללות קדימה, אל המים שלפני אוניית המלחמה, ולטווח ארוך יותר. טילי הטורפדו מונחים שוכללו והשימוש בהם הורחב. בתחילת שנות ה-60 של המאה ה-20 החלו להיכנס לשירות טילים נגד צוללות, כמו ASROC (ראשי תיבות: Anti-Submarine ROCket). כל טיל נושא טורפדו, וכך שילב למעשה בין אמצעי ירי אל לפני האונייה וטורפדו מונחה. השימוש במוקשים ימיים נותר אמצעי חשוב נגד צוללות.
צוללות נגד צוללות.
עוד במלחמת העולם הראשונה הצליחה צוללת בריטית להטביע צוללת גרמנית, וגם במלחמת העולם השנייה היו מקרים בודדים כאלה. בשנות ה-50 של המאה ה-20 החלו להופיע צוללות שנבנו במיוחד למטרה זו, וכונו צוללות תקיפה. מטרתן העיקרית הייתה בדרך כלל צוללות טילים בליסטיים והן הונעו בתחילה על ידי מנועי דיזל שקטים, אם כי בהמשך הפכו לצוללות גרעיניות.
לוחמה נגד צוללות במאה ה-21.