「海底兩萬哩」(Vingt mille lieues souslesmers，英文書名Twenty thousand leagues under the sea)是法國作家Jules Verne在1870年出版的歷險科幻小說，其中描述了一艘在水下航行、以電力推進且完全自給自足的潛水船「鸚鵡螺號」(Nautilus)。這是人類的一個夢：一艘可以任意在海中遨遊、無拘無束的潛水船！雖然在美國獨立戰爭期間曾經使用人力操作的小型潛水艇去攻擊英國戰艦，十九世紀末期也出現少數具有動力系統以及推進魚雷的潛水艇，但是與這個夢想相距甚遠。這些潛水艇速度太慢、體積太小而缺乏航洋性，短暫的下潛後很快就會耗盡電力而被迫上浮。在二十世紀初期流行的柴電潛艦，以電池作為水下航行動力，電池用罄就使用柴油機充電；然而其運作時需要氧氣，因此必須浮出水面。這樣導致了兩個問題：電池能提供的潛航時間極為有限，浮出水面以柴油機充電時，潛艦就成為動彈不得的死靶；其次，電池推進能獲得的航速較慢，衝刺的話電池很快就會耗盡，因此兩次世界大戰時期，潛艦在搜尋獵物時都採取浮航並以柴油機推進，直到攻擊前才下潛。即便如此，以柴電潛艦的最大浮航速度，想要跟上水面艦艇都十分吃力。再加上當時潛艦的外殼薄弱，因此就算是兩次大戰期間戰果輝煌的德國U型潛艦，遇上英軍水面艦艇或空中反潛兵力的圍剿，也是只有挨打逃竄的份。因此，當時的潛艦仍算不上是可任意在海下航行的「潛水艦」，只能算是必要時躲入水中的「可潛艦」。

德國U型潛艦體型較小，對手又是兵力強大、裝備先進且訓練有素的美、英海軍，自然打得十分辛苦。但在太平洋上可大不相同，美國潛艦不僅噸位較大、裝備精良，而且潛艦官兵素質極佳，對手又是反潛作為十分差勁的日本聯合艦隊，唯一的不足只有魚雷較差(但無關大局)，因此在與聯合艦隊的對壘中明顯佔了上風。他們在太平洋戰爭中運用與德國潛艦相同的「狼群戰術」，在戰爭中摧毀了大部分的日本商船隊，此外更勇於與聯合艦隊水面艦艇正面對抗，擊沈了約三分之一的日本海軍艦艇，包括翔鶴、大鳳、信濃、金剛、加古、愛宕等名艦。另一方面，日本的潛艦運用徹底失敗，不打商船而以美國艦隊為目標，在戰爭中損失慘重且幾無建樹。美國潛艦徹底摧毀日本帝國的海上生命線，導致國防工業所需物資匱乏，在戰爭後期已無法彌補前線的巨大損失，實力急速萎縮，全國經濟與戰力瀕臨崩潰，因此不少人認為當年就算不進攻日本本土，日本在美國潛艦的封鎖下遲早都會投降。

在戰爭末期，屢創奇蹟的德國工程師為扭轉戰爭後期德國潛艦部隊在大西洋上出現的頹勢，研發了數種新型原型艦，企圖打破潛艦在水下航行時間的限制，而其中最驚人的是以過氧化氫封閉循環渦輪驅動的XX-6型潛艦，潛水航行時無須氧氣而只受到燃料多寡限制，曾創下以20節在水下航行5.5小時的紀錄。但為時已晚，德國很快就投降了，而這些超級潛艦也因此從未在戰場上出現過。二次大戰結束以後，各國都在研究如何將小說中的「鸚鵡螺號」實現，但即便是過氧化氫也不甚理想。最後這個問題由美國人解答：一位在戰後任職於輪機工程部門的美國海軍上校海曼.李高佛(Hyman G. Rickover)提出將核子反應爐作為潛艦動力的構想。由他領導的「海軍反應器辦公室」在十年內不眠不休地努力下，第一艘核能潛艦終於在1954年1月21日下水，並比照小說將之命名為鸚鵡螺號(USS Nautilus SSN-571)。本艦達成了以往潛艦想都不敢想的目標：可無限制地在海下航行，想衝刺多久就衝刺多久（只要機械負荷的了），如果喜歡的話可以潛在海中好幾年都不浮出水面，而且經過數年才需要更換燃料棒。因此，核能潛艦受到的限制僅有糧食的載運量以及艦上人員忍受長期封閉的能力，終於得以與小說中的潛艦並駕齊驅，成為真正的「潛水艦」。為了保障潛艦的安全，其反應器至今都以極端嚴苛的安全標準建造。

美國海軍前六艘核能攻擊潛艦都分別採取不盡相同的設計以探索這個全新領域，其外殼乃與以往潛艦相同的船型，水面航速大於水下航速。自從1958年下水的飛魚號(USS Skipjack SSN-585)核能攻擊潛艦起，改採全新的淚滴形圓柱斷面流線艦殼，使水下航行速度大於水面速度，潛航航速高達35節。同時，美國海軍將一艘建造中的飛魚級核能攻擊潛艦從中剖開，中間加上一段裝有16枚A-1北極星潛射彈道飛彈的船身，成為首艘彈道飛彈潛艦──華勝頓號(USS George Washington SSBN-598)，將潛艦的威力推向顛峰。彈道飛彈潛艦藏匿在三洋七海的任一角落，可在水面下發射致命的長程核子飛彈，一枚有十個核彈頭，一艘便足以摧毀幾十座大城市，超越陸基彈道飛彈與空軍核子轟炸機，成為史上最具威力的武器。在冷戰時代，這類捉摸不定又擁有極強毀滅力的武器成為強權手中的底牌，也是促使對手不敢輕易嘗試核戰遊戲的要素。1960年代美國海軍就已經擁有核子潛艦艦隊，遙遙領先還沒起步的英國與蘇聯。接著，美國核能潛艦朝靜音發展，並配備極端精良的聲納系統，武器也日漸多樣化，攻擊潛艦不僅能發射魚雷，還能使用各型飛彈與水雷。等到美國所有的老舊柴電潛艦都除役後，其潛艦艦隊已經全面核能化。

柴電潛艦只能守株待兔地在近海等待目標，幾乎沒有主動與水面艦艇正面對決的能力，但是核子潛艦卻完全擺脫了這種限制，足以主動地與水面艦隊對抗，並憑藉其無與倫比的隱匿性佔盡優勢，而一般小國海軍的艦隊幾乎完全不是美國潛艦的對手。在海下的競爭中，早先美、英核能潛艦部隊無論在靜音、偵測等方面都遠勝過蘇聯核能潛艦，人員素質與戰術更是後者望塵莫及。但是蘇聯潛艦在1970年代起急起直追，不僅本身大力研發，更大量竊取西方潛艦科技：例如1980年代美國破獲的華克(Walker)間諜網，便曾提供蘇聯大量美國潛艦的機密科技；而在1987年曝光的日本東芝企業與蘇聯的非法交易案中，東芝秘密將高精度加工設備售予蘇聯，使其能製造高精密度的潛艦用螺旋槳，對於蘇聯潛艦的靜音能力改善極大。蘇聯便利用竊取自西方的科技，外加本身的研發成功，使蘇聯新造潛艦的性能朝西方先進標準直追，進步最明顯的就是潛艦的靜音能力。英、美潛艦的艦長們都發現較新的幾種蘇聯核能潛艦越來越安靜，追蹤難度遠高於以往，原本擁有的優勢已經岌岌可危。蘇聯解體前，其最先進的鯊魚級(Akula class，由於大量使用竊取自美國的技術，故被美國海軍戲稱為Walker級)的靜音能力已經與早期型洛杉磯級相仿。而蘇聯聲納技術雖然沒有如此神速的進步，但也在穩定地成長。雖然蘇聯於1990年代初期解體，美國與俄羅斯的敵意已經大不如前，但是俄羅斯還是不放棄潛艦科技的改進。經過1990年代長期的監聽與分析，美國海軍認為俄羅斯最新型的核能攻擊潛艦鯊魚二級在靜音能力方面已經超過了688-I改良型洛杉磯級。由於俄羅斯繼承了前蘇聯核能潛艦兵力中的精銳並且繼續使其運作，因此美國海軍仍不敢掉以輕心，雙方潛艦的海下競爭仍舊不會停止。

冷戰結束後的今天，越來越多人質疑是否還有必要建造體積龐大且造價高昂的核能攻擊潛艦。但是無可否認的，美國核能攻擊潛艦在1990年代的數次地區性衝突中，無論在封鎖或對地投射武力上都有頗大的貢獻。往後美國仍然需要核能潛艦，從未來的維吉尼亞級攻擊潛艦的設計便可看出美國潛艦的發展方向，已從以往大洋的制海權爭奪或反潛作戰，轉變成應付地區性衝突。由於未來美國攻擊潛艦在近海作業的可能性將大幅增加，而這種聲音訊號變化多端、深度不足且地形複雜的環境將在在考驗美國潛艦的聲納性能以及官兵操船技術，還可能與靜音能力極佳的敵國柴電潛艦(如Kilo級)交手，因此未來美國勢必得在人員訓練以及潛艦科技上做出因應，否則在大洋上所向無敵的美國核能潛艦一到近海就可能「龍困淺灘」。此外，逐漸茁壯的中共海軍也使得美國潛艦在大洋制海、反潛上仍有用武之地。至於美國的彈道飛彈潛艦雖仍然存在，但是數量已經大幅減少，期盼有一天這類具備毀滅性的潛艦能永遠從世界上消失。