第一次世界大战中，潜艇作为新生力量发挥了重要作用。战后，世界各国更加重视潜艇的发展。到第二次世界大战爆发时，各国共拥有九百余艘潜艇，其中美国111艘，苏联218艘，英国212艘，法国77艘，意大利115艘，日本62艘，德国57艘。这些潜艇无论在吨位、航速、航程、潜深上，还是在武器装备、水声设备、电子设备以及动力装置上都有了长足的进步。在整个二战期间，各国共建造了1600多艘潜艇。这些潜艇取得了击沉各种运输船5000余艘、2000余万吨、击沉击伤各型军舰381艘的辉煌战果。
德国虽然是一战的战败国，但它的潜艇作战成就远远超过其它国家，对潜艇的威力认识最深，对潜艇的作战理论也研究最透，所以在二战的大西洋战场上，德国潜艇占据了主导地位，其凶恶的u艇和著名的“狼群”都在潜艇历史上留下了浓墨重彩的一笔。
u艇现身
一战结束后签订的《凡尔赛和约》规定德国不得建造潜艇，不得发动无限制潜艇战。但德国一方面在国内秘密研究潜艇，一方面又先后向国外订购了8艘潜艇。1935年3月16日，德国公然撕毁了《凡尔赛和约》;仅仅三个月之后，德国战后制造的第一艘潜艇--u1号艇便于6月15日下水。到这年9月，德国共建造了9艘潜艇，并成立了一支潜艇部队--“威迪根”潜艇队，其指挥官便是大名鼎鼎的邓尼茨。到1935年底，德国潜艇部队已经拥有了24艘潜艇，其中10艘是uⅡ型。
u艇为耐压艇壳构造，艇身为细长的钢铁制造的圆筒，设有防水设施。耐压艇壳外侧设有巴拉斯特槽，下方有海水活门。将空气充到槽中，潜艇的浮力加大，潜艇就会上浮。如果打开海水活门及空气活门，海水就会进入槽中，空气被挤出，潜艇就可下潜。设在艇体外侧的燃料库构造巧妙，既不会因为燃料被消耗而出现空隙产生不必要的浮力，也不会在潜航时因压力过大而塌毁。
u艇采用两种推进装置。两台狄塞尔柴油机在水上高速航行时使用，水下则使用由二次电池带动的电动机。二次电池重达数吨，充电时间为3小时，它可以使潜艇在水中达到8节的航速。如果采用巡航速度，u艇可连续潜航24小时，航程100千米。
该型艇共有5具鱼雷发射管，艇艏4具，艇艉1具，可载鱼雷12-14枚。其水下操纵性能良好，潜航速度为每小时16节，可在20秒内迅速潜入水中，它的续航力为11500千米，改进后可达到16100千米。
“狼群”逞威
“狼群”战术的创始人是德国海军元帅邓尼茨。邓尼茨在一战时就是潜艇指挥官，他经反复研究后得出结论，护航舰艇仅能对付单艇攻击，而无法对付协同一致的潜艇群发起的攻击。
在进一步的探索中，邓尼茨认为最好的作战方法就是将潜艇部队组成一个宽阔的凹面，让敌方的船队进入。最先发现敌船的潜艇一边与敌保持接触一边后撤，并把敌船的位置通知指挥部，指挥部将命令阵内各艇从敌方船队的翼侧和后面象收口袋一样向敌船靠近，待夜幕降临之时，集中起来的潜艇会象“狼群”一样向目标发起攻击，使敌护航兵力顾此失彼，从而给运输船队以毁灭性打击，这就是著名的“狼群”战术。
二战爆发前，德国已经将17艘潜艇布署在大西洋上。开战之后，这些潜艇立即投入了战斗，先后击沉了英国海军的“勇敢”号航空母舰和“皇家橡树”号战列舰。随着战事的发展，德国潜艇全面投入战斗。截止到1939年底，在短短数月之中，德国潜艇已经击沉盟国和中立国船只114艘，总吨位达42万吨。到1940年11月之后，德国潜艇需要整修，其战果开始急剧下降，也正是从这年9月开始，德国潜艇进入了“狼群”作战。
初次运用“狼群”战术的德国潜艇有成功，也有失败。在3月12日进行的攻击盟军hx112护航运输队的作战中，德国损失了两名“王牌艇长”，再加上3月8日在冰岛附近损失的著名艇长普里恩，德国潜艇部队损失惨重。邓尼茨不得不把他的“狼群”从大西洋北部全面西撤200海里。
1941年12月珍珠港事件后，德国对美国宣战。这时德国潜艇数量也有了很大增长，邓尼茨的“狼群”终于有了大显身手的好机会。12月15日至25日，5艘u艇从基地出发，横渡大西洋，开始了远征美国的行动。次年1月15日之后，又有5艘大型u艇加入了这个行列。战果相当不错，从3月中旬到4月末，u123艇击沉11艘，u124艇击沉9艘，u160艇、u203艇、u552艇各击沉5艘。
1940年到1942年的三年间是德国潜艇的辉煌时期，1943年3月，德国潜艇曾创造了20天内击沉敌舰75万吨的最高纪录。以年度而论，1942年则是德国潜艇的“黄金年代”，每艘潜艇的日击沉量常在100-200吨之间，最高时可达1000吨。在这年年初的四个月之内，德国潜艇共击沉美国船只500余艘，总吨位300万吨，有些船只的击沉地点距纽约仅15千米，有的甚至在沿岸人们的注视下爆炸沉没。
王牌克星
德国潜艇咄咄逼人的攻势使盟国遭受了重大损失，其中尤以英国受害最深。为了保住至关重要的海上交通线，英国人绞尽脑汁，研制出声呐、雷达、探照灯等多种反潜装备，这些装备成为英国人双对付德国“狼群”的“王牌克星”。
早在一战时，英国人就利用水听器来搜索潜艇，但这种原始的设备所起的作用十分有限。战后，英国海军投入大量精力来发展声呐。到1935年，皇家海军舰队中半数以上的驱逐舰都装备了声呐。二战爆发后，声呐投入了实战，在实战中发现了一些令人不能满意的地方。1939年，英国在标准的声呐装置上加装了一个距离显示器，它可以指示发射深水炸弹的最佳时机。随着战争的进行，英国继续对声呐进行改进，使其性能有了明显提高，为最终打败“狼群”发挥了应有作用。
雷达是英国人的另一张王牌。1936年，英国成立了雷达研制小组。1937年，一部波长为1.5米的雷达安装在“安桑”式飞机上，并于9月3日进行了首次试验，结果“安桑”飞机在8千米外收到了“罗德尼”号战列舰等舰艇的清晰信号。1941年，英国研制出asvⅢ型雷达，它使用10cm波长的磁探管，可以在64.4千米的距离上发现护航运输队，在19.3千米的距离上发现处于水面状态的潜艇。其后，3cm波长的asvⅤ型和asvⅩ相继问世。但是，这些雷达都无法发现潜艇的通气管。
磁控管的出现使雷达性能获得了突破，英国以此技术研制成功10cm波长的高清晰度271型雷达。在1941年3月进行的试验中，271型雷达在4570米的距离上发现水面状态的潜艇;在2560米的距离上发现了潜艇指挥塔;在1189米距离上发现了伸出水面2.4米的潜望镜。1942年，一艘英国军舰用271型雷达发现了在6400米距离上航行的德国u252潜艇，并将其击沉。随着更先进的272、273雷达的出现，英国在反潜作用方面掌握了一定的主动权。
英国人的第三张王牌是探照灯。由于当时雷达的最小探测距离恰恰稍大于夜间目视发现潜艇的距离，所以潜艇夜间水面航行时，几乎总能避开空中攻击，这个问题一直困扰着英国岸基航空兵。这时，一名叫汉弗莱·戴维德·利的军官提出了使用探照灯搜潜的设想。在克服了一系列困难后，探照灯装上了“惠灵顿”式轰炸机，这是一具61cm的探照灯，在水平和垂直方向上可转动20度，被称为“利”式探照灯。
1941年6月4日，安装了“利”式探照灯的飞机进行了第一次飞行。7月5日，一名在英军服役的美国飞行员运用“利”探照灯击沉了德国u502艇。在新式雷达和“利”式探照灯投入使用后，德国潜艇失去了夜间自由活动的“豁免权”。从7月16日起，所有德国潜艇都必须潜航通过比斯开湾，这就使它们不得不在白天上浮充电，被发现和攻击的概率随之大大提高了。
与此同时，英国人还致力于改进和开发直接攻击潜艇用的各种武器和弹药。经过科学家的不断努力，深水炸弹的效能有了明显提高，还有一些新的反潜弹药问世。在英国不断发展的反潜能力面前，德国潜艇的活动越来越困难，并且损失惨重。1943年5月23日，邓尼茨下令将全部潜艇从北大西洋撤出，德国潜艇战最终以失败告终。
美日角逐
在二战太平洋海战场上，人们关注更多的是美日海军之间进行的波澜壮阔的航空母舰大战。其实，两国潜艇在水下同样展开了激烈的角逐。在著名的珍珠港事件和中途岛海战中都闪现着日本潜艇的影子。战前，日本有62艘潜艇，美国有111艘潜艇。战争期间，日本建成了117艘潜艇，并接收了8艘德国潜艇。美国在战争结束时有260艘潜艇，其中206艘为战争时期建造的。
1945年，为破坏日本内海航行，切断日本同亚洲大陆的联系，美军太平洋舰队潜艇司令部决定派遣潜艇秘密通过水雷区，突入日本海，实施代号为“骗子战役”的破袭战。
为了突破日本的水雷阵地，美军与加利福尼亚大学军事研究部合作研制了一种探雷器，另外还有多种消磁工具。1945年5月27日下午，第一艇群的三艘潜艇悄悄驶离关岛阿普拉基地，向西北方向的朝鲜海峡前进。此后两天，第二、第三艇群各三艘潜艇也分别出发了。6月4日，9艘潜艇先后到达朝鲜海峡的入口处，开始以3节的航速在水雷阵中偷渡海峡。经过一番努力，9艘潜艇均安全通过雷区，抵达预定的作战水域。
6月9日，第一艇群三艘潜艇进入攻击阵位。日落后不久，“海鲛”号率先对佐渡岛以北数海里处的一艘运输船发起攻击，在650米距离上仅以一枚鱼雷即将其击沉，为这支代号为“海德曼妖妇”的部队首开记录。
在这次远征作战中，“海鲛”号共击沉6艘日船，总吨位7200吨，是第一艇群之最。“克立威尔”号击沉3艘大船和2艘小船，总吨位6700吨，“铲鱼”号击沉5艘大船和4艘小船，总吨位8700吨。
第二艇群的活动水域横跨从朝鲜通往若峡湾和能登半岛的交通线，往来船只频繁。“鳐鱼”号在6月10日与日军伊122号潜艇遭遇，在730米距离上用两枚鱼雷将其击沉。它的总战绩为击沉3艘日船和1艘潜艇，总吨位6400吨。“骨鱼”号击沉了6892吨的“牡鹿山丸”号和5488吨的“昆山”号两艘日船，但于6月18日不幸被日舰发现击沉。该艇群中的“金枪鱼”号没有取得战果。
第三艇群活动在朝鲜东海岸。“飞鱼”号于6月10日清晨在清津港外击沉一艘日本运输船，首开记录，它在这次行动中共击沉2艘大船和数艘小船，总吨位4200吨。“泥鱼”号在指定水域遇到了数百艘朝鲜鱼船和2艘运输船，它的战果是击沉了这2艘运输船和1艘帆船，总吨位3000吨。“廷奴沙”号的战绩是击沉日船4艘，总吨位6697吨。
完成任务后的各艇于6月23日到达预定会合地点，但迟迟不见“骨鱼”号的影子。指挥官海德曼中校决定尽快撤离。23日夜，8艘潜艇在夜色和浓雾的掩护下，以水面航行通过了宗谷海峡。7月4日，“海德曼妖妇”部队顺利返回珍珠港。