Изначально в подводном судостроении одной из наиболее важных проблем было увеличение времени нахождения под водой и увеличение скорости подводного хода, как наиболее важных характеристик субмарин. Прогрессу в этой области мешало несовершенство энергетических установок, а в частности — их малая мощность и зависимость времени нахождения под водой от содержания кислорода в воздухе внутри лодки. Сперва эти проблемы решались повышением мощности электромоторов, ёмкости аккумуляторов, увеличением запаса сжиженного кислорода, воздуха высокого давления, регенеративных патронов. Во время Второй мировой войны в Германии впервые стало серийно применяться устройство для работы дизелей под водой — шноркель и парогазотурбинная энергетическая установка системы Вальтера. В послевоенное время в США и СССР, а затем и в других странах появилась атомная энергетика, начав новый этап развития подводного флота. Однако, создание мобильного компактного реактора заняло более 10 лет и потребовало значительных усилий.
Исторически первыми построили АПЛ Атомная подводная лодка в США. За выдающиеся характеристики автономности и подводного плавания лодка получила имя USS Nautilius в честь одноимённого знаменитого корабля капитана Немо. Следом за США атомные подводные лодки начали строиться в СССР. В дальнейшем при активном сотрудничестве с США программу атомного подводного судостроения начала Великобритания, а при содействии СССР подводные лодки с атомными энергетическими установками стали производиться в КНР. Особняком стоит Франция, которая начала строить АПЛ Атомная подводная лодка примерно в то же время, но разработав всю программу судостроения самостоятельно. Французские атомные реакторы для подводных лодок отличаются компактностью и хорошей защитой. Они имеют меньший срок службы между обслуживаниями — около 5 лет, что вдвое меньше американских аналогов, но по плану каждые пять лет французские лодки проходят обновление радиоэлектронного оборудования, и смена ядерного топлива происходит во время этих ремонтов.
АПЛ Атомная подводная лодка первого и частично второго поколений не отличались сбалансированностью тактико-технических элементов. Основное внимание уделялось таким характеристикам как скорость и глубина погружения
В начале 1980-х появились АПЛ Атомная подводная лодка третьего поколения. Они отличались существенно большим водоизмещением и наличием более совершенного вооружения. На этих лодках впервые установили радиоэлектронное вооружение. В качестве материала корпуса начали применять титан и специальные стальные сплавы.
В СССР планы по созданию лодок четвёртого поколения были приняты в конце 1980-х гг., но первые проекты появились только через десятилетие (проекты Graney и Borei).
В США подводные лодки четвёртого поколения представлены проектами Seawolf и Virginia. Строительство ПЛАРБ Атомная подводная лодка с баллистическими ракетами четвёртого поколения не ведётся.