第一次世界大战前,各主要海军国家共拥有潜艇260余艘,成为海军重要作战兵力之一。
第一次世界大战一开始,潜艇就被用于战斗。1914年9月22日,德国U-9号潜艇在一个多小时内,接连击沉3艘英国巡洋舰,充分显示了潜艇的作战威力。在战争期间,各国潜艇共击沉192艘战斗舰艇。使用潜艇攻击海洋交通线上的运输商船,取得了更为显著的战果,各国潜艇共击沉商船约5000余艘,达1400万吨。其中被德国潜艇击沉的商船约1300余万吨。同时,反潜战开始受到重视,战争期间潜艇被击沉265艘,其中德国就损失200余艘。
第一次世界大战后,各主要海军国家更加重视建造和发展潜艇。潜艇的数量不断增加,种类增多,到第二次世界大战前夕,共有潜艇600余艘。第二次世界大战期间,潜艇战术技术性能有很大改进。排水量增加到2000余吨,下潜深度100~200米,水下最大航速7~10 节,水面航速16~20节,续航力达1万余海里,自给力1~2个月,装有6~10个鱼雷发射管,可携带20余枚鱼雷,并安装1~2门火炮。战争后期,潜艇装备雷达、雷达侦察仪和自导鱼雷,德国潜艇还安装用于柴油机水下工作的通气管。潜艇战斗活动几乎遍及各大洋,担负攻击运输舰船、水面战斗舰艇和侦察、运输、反潜 、布雷和运送侦察、爆破人员登陆等任务。共击沉运输船5000多艘(2000多万吨),大、中型水面舰艇300余艘。战争中反潜兵力和兵器也得到很大加强和发展,被击沉的潜艇达到1100多艘。
第二次世界大战后,世界各国海军十分重视新型潜艇的研制。核动力和战略导弹的运用,使潜艇发展进入一个新阶段。1955年,美国建成的世界上第一艘核动力潜艇“鹦鹉螺” 号正式服役,水下航速增大1倍多,而且能长时间在水下航行,1958年,首次成功地在冰层下穿越北极。1959年前后,苏联建成核动力潜艇。1960年,美国又建成了“北极星”战略导弹潜艇“乔治·华盛顿” 号,并在水下成功地发射 “北极星”弹道导弹,射程达2000余千米。弹道导弹核潜艇的出现,使潜艇的作用发生了根本性变化,它已成为活动于水下的战略核打击力量。此后,英国、法国和中国也相继建成核动力战略导弹潜艇和核动力攻击潜艇。20世纪80年代,核动力潜艇排水量已增大到2.6万余吨,装备有弹道导弹、巡航导弹、鱼雷等武器,水下航速20~42节,下潜深度300~900米,续航力、隐蔽性、机动性和突击威力大为提高。1982年,英国和阿根廷在马尔维纳斯(福克兰)群岛海战中,英国海军核动力攻击潜艇“征服者”号,于5月2日用鱼雷击沉阿根廷海军巡洋舰“贝尔格拉诺”号,是核动力潜艇击沉水面战斗舰艇的首次战例。至80年代末,世界上近40个国家和地区,共拥有各种类型潜艇900余艘。