Pierwszy projekt łodzi podwodnej podał już w 1472 roku Wenecjanin, Roberto Valturio.
Pierwszej udanej żeglugi podwodnej, dokonała na Tamizie w Londynie łódź podwodna skonstruowana przez Holendra, Corneliusa J. van Drebbela.
Była wyposażona w zbiorniki balastowe i napędzana 6 parami wioseł umieszczonych w specjalnych skórzanych rękawach, zabezpieczających przed wdzieraniem się wody do jej wnętrza.
Mimo tego, że łódź bardzo przeciekała, to jednak 12 wioślarzom umieszczonym wewnątrz, udało się popłynąć wzdłuż Tamizy na głębokości prawie 4 metrów, przez dwie godziny.
Żeby się nie udusić na pokładzie swojej łodzi, Drebbel wytwarzał tlen prażąc saletrę. Wykorzystał tutaj metodę alchemika polskiego - Michała Sędziwoja.
W 1776 roku próbowano wykorzystać bojowo (bez powodzenia), jednoosobową łódź podwodną Turtle, napędzaną ręcznie obracaną śrubą i uzbrojoną w minę przeznaczoną do podczepiania pod kadłubem nieprzyjacielskiego okrętu, zbudowaną przez amerykańskiego matematyka Davida Bushnella.
W 1801 roku Amerykanin, Robert Fulton zbudował we Francji bojową łódź podwodną Nautilus, napędzaną pod wodą śrubą, a na powierzchni przez składany żagiel, wyposażoną w stery głębokości, busolę i barometr; odbyła ona udane próby, ale nie doczekała się wykorzystania.
Budowa użytecznej łodzi podwodnej stała się realna w drugiej połowie XIX wieku. Próbę taką podjął w 1850 roku Niemiec, Wilhelm Bauer.
W lutym 1864 roku, podczas wojny secesyjnej w USA, łódź podwodna skonstruowana przez Horace'a L. Hunleya zatopiła za pomocą miny wytykowej korwetę konfederatów Housatonic o wyporności 1400 ton, ale w trakcie akcji zatonęła również sama, ostrzelana z ręcznej broni palnej.
Nie była to jednostka specjalnie imponująca: nie zabierała żadnego zapasu powietrza, miała szerokość 1,2 metra, wysokość 1,5 metra, oraz napęd ręczny - za pomocą korby.
W Rosji budowali łodzie podwodne Iwan F. Aleksandrowski w 1866 roku, oraz Polak Stefan Drzewiecki od 1877 roku; wkładem tego ostatniego były obracalne wyrzutnie torpedowe napędzane sprężonym powietrzem.
Pierwsze nowoczesne łodzie podwodne powstały pod koniec XIX wieku. Łodzie podwodne odegrały wielką rolę podczas I wojny światowej; niemieckie łodzie podwodne zatopiły wówczas ponad 13 milionów BRT.
21 stycznia 1954 roku w Nowym Londynie na Tamizie w stanie Connecticut zwodowano pierwszy okręt podwodny z napędem atomowym Nautilus. Okręt miał 97 metrów długości, ważył 3180 ton, rozwijał prędkość ponad 20 węzłów. Matką chrzestną okrętu była Mamie Eisenhower - żona prezydenta USA.
Natomiast w sierpniu 1958 roku zwodowany został Triton - atomowy okręt podwodny, który dwa lata później jako pierwszy okrążył nasz glob bez wynurzenia. Przez 83 dni odbył podwodną podróż dookoła świata, trasą pokonaną w latach 1519-1522 przez Ferdynanda Magellana.