W początkach wojny konfederaci zamówili okręt podwodny przeznaczony do zniszczenia wspaniałego Merimaca. Projektodawcą był Aunley, którego słynne okręty typu David, o kształcie cygara, wykonane z żelaza, wsławiły się w działaniach bojowych. Gdy port w Charleston był skutecznie blokowany przez flotę Północnych z okrętem flagowym New Irouside do akcji zostały skierowane okręty podwodne. 5 października 1863 r. jeden z Davidów przerwał się przez linię blokady i poważnie uszkodził stojący na kotwicy pancernik New Irouside. Inny okręt z typu David uszkodził fregatę Minesota. Kolejny, w pozycji półzanurzonej 18 lutego o nazwie Hunley z napędem ręcznym, dotarł do pancernej fregaty Haustonic. Trzykrotnie tonął wraz z załogą, aby wreszcie w skutecznym ataku zatopić okręt flagowy.
David (napęd mechaniczny)
David (napęd ręczny)
Zwycięstwo Davida nad okrętem flagowym Houstinic spowodowało panikę wśród wrogów i chęć posiadania własnego okrętu podwodnego. Wzrosły też wymagania w stosunku do nowych konstrukcji. Stawiano warunki, aby okręty rozwijały większe prędkości, były łatwiejsze w kierowaniu i bardziej odporne na przeciwdziałanie nieprzyjaciela.
Podjęto działania mające na celu ulepszenie własnego uzbrojenia i poczyniono próby wykorzystania warstwy wody nad okrętem podwodnym do obrony przed pociskami armatnimi okrętów nawodnych.
Przełomowym znaczeniem w skuteczności działania przyszłych okrętów podwodnych było skonstruowanie torpedy. W 1868 r. angielski inż. R. Whitehead skonstruował torpedę parogazową. Napęd stanowiła jedna śruba napędzana silnikiem zasilanym sprężonym powietrzem. Torpeda Whiteheada przeszła wiele ewolucji konstrukcyjnych, znacznego ulepszenia torpedy dokonała berlińska firma Schwarzkopf która zaczęła wyrabiać te torpedy. Jej konstrukcja i sposób działania został udoskonalony po I wojnie światowej.
W konstrukcjach pierwszych okrętów podwodnych znaczną rolę odegrał Polak uczestnik powstania styczniowego i Komuny Paryskiej, odznaczony Krzyżem św. Jerzego Stefan Drzewiecki. Pierwszy swój okręt podwodny buduje w 1877 r. z własnych funduszy. W 1879 r. Buduje "podwodny aparat minowy", okręt ten wyposażony jest w peryskop, pozwalający obserwować cały horyzont. Było to rozwiązanie nowatorskie jak na owe czasy. Dzięki peryskopowi można było obserwować przeciwnika z pod wody będąc samemu prawie niewidocznym. Okręt uzbrojony był we dwie miny które po zamocowaniu do kadłuba zwalczanego okrętu odpalano je zdalnie elektrycznie. Okręt ten uzyskał uznanie admiralicji a nawet car Aleksander III wyraził chęć obejrzenia go w działaniu.
W latach 1883-1884, za zgodą ministerstwa marynarki, Drzewiecki modernizuje dwa okręty podwodne. Usuwa nożny mechanizm napędowy i stawia silniki elektryczne oraz baterie akumulatorów elektrycznych. Okręt dzięki temu jest szybszy.
okręt podwodny Drzewieckiego
W 1885 r. przyznano patent na okręt podwodny Anglikowi Waddingtonowi. W następnym roku zbudował on w Liverpoolu okręt Porpoise. Był to w owym czasie jeden z najlepszych okrętów podwodnych. Eksponowany na wystawie w Liverpoolu Porpoise zdobył specjalną nagrodę. Wnętrze okrętu oświetlała lampa łukowa. Okręt miał zapewnioną łączność z powierzchnią poprzez pławę, do wnętrza której można było włożyć wiadomość na piśmie. Uzbrojenie tworzyły 2 torpedy zamocowane na burcie i mina z dodatnią pływalnością odpalana zdalnie elektrycznie.
Na konkursie w 1896 r. inż. Laubeuf zdobywa złoty medal za projekt okrętu podwodnego Narval, który długo był wzorcem dla konstruktorów okrętów podwodnych na całym świecie. Narval Labeufa był pierwszym okrętem podwodnym o podwójnym kadłubie: wewnętrznym-sztywnym i zewnętrznym-lekkim. Kadłub sztywny pozwalał na zanurzenie do głębokość 90 m, a lekki dobrą działalność morską w położeniu nawodnym. Napędzany był maszyną parową w położeniu nawodnym, a w położeniu podwodnym okręt napędzany był silnikiem elektrycznym. Narvala wodowano w 1889 r. i rozpoczęto próby morskie.
Do najbardziej znanych konstruktorów łodzi podwodnych na którego projektach później konstruowano nowe okręty podwodne był Irlandczyk John Holland. Holland w 1875 r. buduje pierwszą łódź podwodną, jest to niewielka konstrukcja z jednoosobową załogą. Napędzany był siłą mięśni ludzkich i uzbrojony w minę uderzeniową z elektrycznym zapalnikiem. W 1877 r. Holland buduje swój drugi okręt podwodny o podwójnym kadłubie, co pozwalało na lepsze rozmieszczenie balastów. W latach 1879-1895 Holland projektuje kolejne okręty podwodne. Wytrwałość Hollanda została uwieńczona w 1897 r, 7 jego projektem. Był to okręt uzbrojony w wyrzutnię torped Whiteheada, posiadał 2 działa pneumatyczne a załoga liczyła od 4 do 6 osób. Okręt posiadał silnik gazolinowy a zapas paliwa zapewniał olbrzymi zasięg pływania nawodnego aż 2000 Mm. W 1901 r. Holland przedstawia nowy projekt oznaczony numerem 8. Okręty te zakupione zostały m.in. przez USA, Japonię a Wielka Brytania i Rosja budowały swoje okręty w oparciu o wcześniejsze projekty Hollanda.
przekrój okrętu Hollanda nr 7
Znanym konstruktorem był również S. Lake`a który skonstruował Argonauta w Baltimore. Okręt poruszał się po dnie morskim, powietrze dla załogi i pracy silnika dostarczano przez ukośny maszt tylni.
W 1898 r. Lake konstruuje Argonauta II który z pięcioosobową załogą przebył ponad 2000 Mm w Zatoce Chesapeake i przeszedł wzdłuż wybrzeża atlantyckiego penetrując dna na małych głębokościach. Doświadczenia zdobyte w eksploatacji Argonauta II wykorzystał Lake w projekcie Argonauta III. Ciekawostką w tej konstrukcji był to iż w razie potrzeby nurek mógł wychodzić do pracy na zewnątrz, a reflektory oświetlały mu miejsce penetracji.