構造様式は、船体前後が複殻、中部が単殻の部分単殻構造であり、複殻部分は外フレーム式、単殻部分は内フレーム式とされている。これは、船体中部への側面アレイ・ソナーなどの設置を織り込んだ設計であった。側面アレイ・ソナーの取り付けには極めて高い精度が求められることから耐圧殻への設置が望ましく、従ってこの部分は単殻構造となる必要があった。また従来の涙滴型船型では魚雷発射管が船体中部寄りに設けられていたが、これでは船体装備の側面アレイ・ソナーと干渉することから、魚雷発射管を船体前方に移動させる必要から、艦首ソナーと上下に並べて設置できる葉巻型船型が採択されたものである。流体力学的な合理性では涙滴型にわずかに劣るものの、通常動力型潜水艦が活動するような比較的低速の領域では、葉巻型でも有意な差はないとされている。本型の設計の特徴の1つが、全般的なステルス化である。1980年代後半当時、対潜戦水上艦艇において、AN/SQS-53や75式探信儀 OQS-101など、大出力・低周波の探信儀（アクティブ・ソナー）の配備が進んでいたが、これらは、状況次第では第1収束帯（1CZ）以遠という超長距離での潜水艦探知をも期待しうる性能を備えていた。艦型拡大に伴うターゲット・ストレングス（TS; レーダーでのRCSに相当する概念）増大もあり、水中放射雑音の低減にとどまらない全般的な対策が求められるようになっていた。このことから、本型では新開発の水中吸音材が導入された。これは、外部の音に対して逆位相になるような音を加えることでこれを打ち消すというパッシブノイズキャンセラであった。ただし、低周波ソナーに対応できる吸音材はかなり分厚く、船体全部に貼り付けることは難しかった。このため、セイルには単なる反射材を設置するなど使い分けがなされている。セイルの外板は傾斜しており、ステルス機の対レーダーステルスと同様、探信音を発振元に戻さないようにすることで探知を避けることを狙っていた。機関はおおむねはるしお型（61SS）のものが踏襲されており、ディーゼルエンジンとしては、V型12気筒の高速4ストローク機関である川崎重工業12V25/25S型が採用された。ただし、葉巻型船型の採用と排水量の増大に対応して主電動機は強化されており、水上3,400馬力、水中7,700馬力とされている。また主蓄電池も改良された。また本型では、ディーゼル主機の発停・シュノーケルの終始、トリム注排水移水、発射管注排水の自動化や操舵操縦のワンマン・コントロール化など、省力化・自動化が大幅に導入されており、発令所の艦制御コンソール（MCC/SCC）からの一元制御とされている。この結果、ディーゼル員などが削減されるとともに、人員配置が発令所に集中することとなり、ダメージコントロール面で懸念されたが、乗員の順応とともに解消された。また3番艦「うずしお」以降で固体アミン式炭酸ガス吸収装置、4番艦「まきしお」以降で主電動機の電機子チョッパー化、5番艦「いそしお」以降で昇降式アンテナなど、順次に装備の更新が図られた。
1920年に水道と運河の整備が始まった。7年後、2つ目のノルトハイムの新聞「ノルトハイマー・ノイエステン・ナハトリヒテン」が発刊された。現在この新聞は、ヘッセン/ニーダーザクセン・アルゲマイネの一部として存続している。1912年からノルトハイムに電気が供給された。第一次世界大戦中、ノルトハイムに下士官養成学校が置かれた。この学校は、1915年から1918年まで運営されていた。1920年から住宅難が深刻化し、このため転入が禁止され、公益建設協会が設立された。ノルトハイムのヴァイマル共和政から国家社会主義の勃興期は、ウィリアム・アレンの作品『Das haben wird nicht gewollt!（それは不自然なことではなかった）』のテーマとなっている。ただし、ノルトハイムはここではドイツの平均的な小都市の例として「タールブルク」の偽名で登場する。NSDAPは中産階級中心で保守的なノルトハイムでは急速に権力を掌握した。1933年から市壁と防塁の改造が行われた。1934年から1936年に国家労働奉仕団によってニーダーザクセン野外ステージが造営された。これは現在でも北ドイツ最大の野外ステージの一つである。1934年と1939年にこの街は NSKOV（国家社会主義戦争傷害者組織）の集会が開催され、帝国で重きをなした。第二次世界大戦中、特にノルトハイムは激しい破壊を免れた。しかし、1944年9月、ノルトハイム旧市街周辺への空爆で甚大な被害を受けた。さらに、1945年2月と4月の激しい空爆によって、堂々とした改札ホールを有したノルトハイム駅は完全に破壊された。これをたとえばゲッティンゲン駅がそれほど大きな損害被らなかったことを比較すると、当時のノルトハイム駅の重要性がこの爆撃によって示されている。4月9日に米軍の戦車隊がこの町に侵攻した。これによりノルトハイムでの戦争は終結した。第二次世界大戦後、街と駅の復興が始まった。ノルトハイムは新たに設けられたニーダーザクセン州の一部となった。1952年に市の創立700年祭が祝われ、ポーランド（旧シレジア地方）のプルドニクの支援都市となった。1958年に大規模な学校建設プログラムが開始された。第二次世界大戦前、ノルトハイムは兵営の所在地であったが、1961年から改めてドイツ連邦軍駐屯地となった。この駐屯地は1992年に廃止された。1967年にフランスの都市トゥルラヴィルと姉妹都市となった。1969年から旧市街の近代化が始まった。1970年代の初めまでに修道院の建物の大部分が取り壊され、シティー・センターが建設された。ニーダーザクセン州全土を対象とした行政改革によって、周辺の15の町村がノルトハイムに合併し、現在の市区が形成された。これによりノルトハイムの人口は3万人を超えた。ノルトハイム郡は、アインベック郡およびガンダースハイム郡やドゥーダーシュタット郡の一部を取り込んだ。ノルトハイム市は新しいノルトハイム郡においても、それまで通り郡庁所在都市の地位を保持した。1976年から旧市街の歴史的建造物の修復が始まった。この年には市立ホールが建設されたが、この建物は数年後に焼失し、1986年に新しく建て直された。1986年から市内中心部に、ほぼ全方角への道路を包含する歩行者専用地区が設けられた。それまで中心部は自動車による通行が可能だったのであった。翌1987年に東バイパス、西バイパスが開通した。2002年、ノルトハイムは「ニーダーザクセンの日」の主催者となった。同じ年にギムナジウム・コルヴィーニナウムの創立525年祭が開催された。