V námořním válečnictví bylo rovněž dosaženo všestranného rozvoje, zvláště je však třeba vyzdvihnout rozmach letadlových lodí a ponorek. Ačkoli na počátku války se námořní letectvo mohlo pochlubit jen skromnými úspěchy, útoky na Tarent, Pearl Harbor a bitvy v Korálovém moři a u Midway brzy povýšily letadlové lodě na klíčovou námořní zbraň na úkor bitevních lodí. V bitvě o Atlantik se doprovodné lodě ukázaly být životně důležitou součástí spojeneckých konvojů výrazně zvyšující jejich obranyschopnost. Vedle vyšší efektivity byly letadlové lodě ekonomicky méně náročné než bitevní lodě, jelikož nemusely být podobně silně pancéřovány. Ponorky, které prokázaly svoji ničivou účinnost za první světové války, byly nasazovány všemi válčícími stranami. Hlavně Britové se soustředili na vývoj protiponorkových zbraní a taktiky, jako byl sonar, hlubinné pumy a konvoje, zatímco Němci usilovali o zvýšení svých útočných kapacit vynalezením schnorchelu a uplatňování taktiky vlčích smeček.