18世紀後半、地質学の世界ではアブラハム・ゴットロープ・ウェルナーの水成説が知られていた。これは、地球はかつて大洋に覆われていて、その時に海底で今の地形が形づくられ、やがて水が引いて大陸となったという説である。ジェームズ・ハットンは1785年にエディンバラ王立協会で発表した論文でこの水成説を否定するとともに、自説を披露した。それは、地球内部の熱によって地面が押し上げられ、それが海面から上に出て陸地となったというもので、火成説と呼ばれている。花崗岩は水中で堆積によってできたのではなく、マグマが冷えて固まったものである。そして陸地はやがて浸食作用を受ける。ハットンはここで時間について着目した。現在のような地層が見られるということは、地球は現在まで浸食と隆起を何度も繰り返してきたということである。それだけの作用が起きる年月というのは非常に長く、人間の観察できる範囲を超えている。「したがって、人間が観察できるかぎりにおいて、世界に始まりはなく、終わりもない」。ハットンの説は、地球の年齢を6000年とする、当時主流だった考えとは明らかに相反するものであった。ハットンはその後、シッカーポイントの観測により自説が正しいことを確かめ、1795年には自らの理論を著書『地球の理論』としてまとめたが、この理論はハットン存命中には広く伝わらなかった。しかし1802年、同僚のジョン・プレイフェアはハットンの理論をまとめた『ハットンの地球理論の解説』を出版し、ジェームズ・ホールは1804年から1805年にかけて、実験によってハットンの理論の正しさを証明した。そして、チャールズ・ライエルは実地での観測などによりハットンと同じ考えを抱くに至り、1830年、著書『地質学原理』を出版した。同書では、地球の年齢は測り知れないほど古いということが記されている。ライエルはさらに、地球は定常状態にあり、現在地球で起きている火山活動や堆積、浸食といった現象は、過去においても同じ内容、同じ規模で起こっていたと主張した。これは後に斉一説と呼ばれるようになる。『地質学原理』は当時のベストセラーになり、後の時代にも影響を及ぼすようになる。
14世紀後半になると、ヨーロッパでペストが大流行し、2500万人ともいわれる死者を出した。また、1378年に起こったローマ教会の大分裂などの出来事も相まって、世界の終わりは近いという思いが広まっていった。さらに16世紀には宗教改革が起こり、旧来の教会に対する批判が高まった。そしてプロテスタントは教会批判のよりどころとすべく、聖書を注意深く読むようになり、批判を受けたカトリックも同様に聖書を読むようになった。こうして人々の聖書や歴史への関心が高まった結果、聖書から地球の年齢を求める動きが再びさかんになった。マルティン・ルターは聖書を元に、天地創造の年を紀元前4000年とした。ジェームズ・アッシャーは年代紀を出版し、その中で天地創造の年を紀元前4004年10月23日前夜（土曜日）と記述した。この紀元前4004年という数字は欽定訳聖書にも注釈として書き加えられたため、英語圏の人々には広く知れわたるようになった。欽定訳聖書の記述は19世紀まで残った。また、ケンブリッジ大学副総長のジョン・ライトフットは天地創造を紀元前3928年として、アダムは午前9時に誕生したと求めた。しかしこのように聖書の日付を文字通りにとらえることには批判もあった。これは、インドや中国では自分たちより古い歴史を持っているがノアの方舟での洪水などについて記録されていないということが、実際にそこに出向いた宣教師たちによって伝えられたことも原因としてあげられる。また、神の時間を人間の時間と一緒に扱ってはならないとの主張も見られた。たとえばイマヌエル・カントは1754年、「特定の時間内に経過した人間の一連の世代を、神の偉大なる創造物の年齢を測る尺度として用いようとするのは、最大の過ちである」と記している。
第一次世界大戦が終わると列強各国は軍縮に転じ、軍艦の建造を自粛する海軍休日に入った。日本海軍は仮想敵国の1つであるアメリカ海軍に対する数的劣勢を航空戦力で補うことを企図し、海軍航空本部は1937年（昭和12年）7月に「航空軍備に関する研究」をまとめる。航続距離の長い大型陸上攻撃機を運用することを想定したが、日本が第一次世界大戦後に国際連盟から委任統治領として託された南洋諸島の基地整備は難しく、大型飛行艇によるアウトレンジ戦法を模索するようになる。川西航空機が開発した九七式飛行艇は、この構想を現実のものとした。一方で4発エンジンを持つ大型陸上機を推す意見も強く、1938年（昭和13年）4月18日に海軍航空本部技術部は「十三年度試製飛行機計画要求案摘要」で『十三試大型飛行艇』（川西）・中島十三試大型陸上攻撃機（深山）（中島飛行機）の計画要求案をまとめた。中島の深山は、川西の二式大艇にとって文字通りライバルであった。十三試大艇の正式試作発令は同年8月21日である。飛行艇は、陸上機に比べると水面からの離着水のために「船」と「飛行機」の性質を併せ持たねばならず、機体は大きくなりがちで艇底の形状も空気抵抗が大きく、速度において陸上機より不利であった。海軍側の要求は、陸上機なみの攻撃力を備え、大航続力をもった、高速機という、当時の飛行艇の水準をはるかに超える過酷なものであった。製作担当の川西航空機は、九七式飛行艇を設計した菊原静男技師を設計主務者に任命し、設計制作を行った。九七式飛行艇で自信をつけていた菊原は「よしきた」という気持ちで張り切ったという。最重点目標は航続距離であった。1939年（昭和14年）9月に第二次世界大戦が勃発、日本とイギリスやアメリカなどとの緊張も高まる中、和田操空技廠長は1940年（昭和15年）中に本機を完成させるよう厳命する。同年12月29日、十三試大艇は川西鳴尾工場で完成、翌日試験飛行を行う。方向舵の不安定さはすぐに解消されたが、過荷重重量28 tで離水テストを実施したところ、飛沫のためプロペラ先端が曲がり離水不能となる。度重なる水槽実験の結果、艇体の小改造と波押さえ装置（通称かつおぶし）を装備することで飛沫を押さえることに成功。1941年（昭和16年）3月26日に試作1号機が領収され、1942年（昭和17年）2月5日に『二式飛行艇11型　H8K1』として制式採用が決定した。先行していた本命の「深山」が失敗作となる中、二式大艇は高性能の四発大型飛行艇として完成した。菊原は、「深山」の不運は失敗機であるアメリカのダグラス DC-4Eをベースにした事とした上で、二式飛行艇はゼロから基礎設計を行えたこと・重量管理統制が成功したことが両機の差になったと回想している。