英国1860年建成世界上第1艘铁壳装甲舰“勇士”号；1873年建成世界上第1艘完全去除风帆、采用蒸汽动力的“蹂躏”号铁壳装甲舰；1892年又建成世界上第一艘钢质装甲舰。至此，战列舰的发展趋于成熟，各国开始向大吨位、猛火力、重装甲、高航速方向发展。
有史以来，战列舰吨位最大的是日本的“大和”号和“武藏”号，达6.9万吨，航速达27节，续航力为7200海里。装有9门主炮，口径460毫米，射程45千米。此外，还装有12~20门中口径副炮和100门左右小口径副炮；战列舰在水线以上的船舷、甲板、炮塔、指挥塔等部位都装有装甲防护。一般为150~400主毫米厚，个别部位达400~500毫米。
日本“武藏”号战列舰，排水量高达69000吨，为世界之最。第二次世界大战以前，战列舰曾作为海军之魂称雄于世长达200多年，主宰着世界海洋。1941年12月8比英国当时最新型的战列舰“威尔斯亲王”号和战列巡洋舰“反击”号，在没有空中掩护的情况下驶离新加坡，阻止日军在马来西亚半岛北岸登陆。12月10日，英国这两艘军舰被日本海军岸基轰炸机发现。尽管英国军舰向飞机猛烈开炮扫射，也抵挡不住日本飞机的狂轰猛炸，很快被击沉了。事实证明，用战列舰和巡洋舰夺取制海权的时代已经过去。二战后，由于核动力、舰载机、导弹及电子装备的大量装备使用，使战列舰的优势所剩无几，很快处于从属地位，并被航空母舰取代。
无畏级巨型战列舰时代
1906年2月10日，英国建造的“无畏”号战列舰开始下水服役。该舰是第一艘真正意义上的20世纪现代化战列舰。它的排水量为1.79万吨，航速21节。武器装备为305毫米炮10门，分别配置在5座炮塔内，其中3座在首尾线上，2座在两舷；76毫米炮24门，用来抗击雷击舰的攻击。它的两舷、炮塔和指挥室的装甲厚达279毫米，还有5具457毫米水下鱼雷发射管。该舰首次采用了蒸汽轮机作主机，4台螺旋桨推进器，是当时世界上最先进和最庞大的战列舰，而且是第一艘全部装备大口径火炮的军舰。
“无畏”号战列舰与当时其他战列舰的主要区别是：主炮的数量和口径大大增加了，而且没有中口径火炮。这种威力强大的战列舰很快成为各国制造战列舰的榜样。德国获悉英国第一艘无畏级战列舰下水后，于1906年修改了海军法案，对原计划建造的大型军舰一律改造成与无畏级相似的战列舰。1908年，英国制造出无畏级战州舰8艘，德国建造7艘。继之而起的战州舰航速已达23~266节，排水量达3万吨以下，主炮口径达380毫米，从而导致了“大舰巨炮”主义的出现。
第一次世界大战前的巡洋舰
第一次世界大战期间，出现了满载排水量3000~4000吨级的巡洋舰，动力装置以燃油蒸汽轮机为主，航速由25节增至30节，舰炮多为127~152毫米口径，最大达190毫米。
英国“苏塞克斯”号重巡洋舰。战争期间用快速商船改装了一批辅助巡洋舰，装备一定数量的舰炮、鱼雷和水雷等，以弥补巡洋舰数量的不足。
战后各国建造的大型商船还预留炮座，以备紧急改装成巡洋舰。这时期，各国的巡洋舰有几种，一种是重巡洋舰，其垂直装甲厚约76~203毫米，水平装甲厚约51~127毫米，排水量1~2万吨，航速32~34节续航力达1.2万万海里，能与战列舰、航空母舰在远洋协同作战。它装有8~9门主炮，口径在203毫米以上分装在3~4座炮塔中，射程37千米左右，主要用以消灭敌巡洋舰和攻击岸上目标。
此外还装有10~16门副炮，口径在130毫米以下，多为高平两用数十门自动炮，用于抗击小型舰艇和飞机的来袭。有的还装有3~4架水上飞机，用以校正舰炮射击和进行侦察。另一种是轻巡洋舰，排水量5000~10000吨左右，航速35节，续航力10000海里，装甲厚约51~127毫米。轻巡洋舰主炮口径在152毫米以下，装有6~12门主炮，其作用是攻击轻型舰艇和陆是目标。有的装127~133毫米舰炮，用于对空防御和攻击小艇。有的主炮口径88~127毫米，副炮8~12门，另配几十门小口径炮。
此外，还配有鱼雷、水雷和深水炸弹等，一般装2座3~5联装鱼雷发射管，携水雷80~100枚，还可携2~4架水上飞机用于侦察。
早期专门对付鱼雷艇的驱逐舰
19世纪60年代前，人们发明了一种用水雷作为攻击武器的水雷艇。这种艇将水雷拖曳于艇后，以触及敌舰使之重创或沉没。1868年，世界上第一枚鱼雷问世之后，便很快装艇使用。到1890年，世界主要海军国家已建成800余艘鱼雷艇，对大型军舰形成很大威胁。1893年，英国建成世界上第一批“哈沃克”号和“大黄蜂”号远洋鱼雷艇，排水量240吨，航速27节，足当时最快的战艇，装有3座鱼雷发射管和4门舰炮。这种专门对付鱼雷艇的战舰当时被称作鱼雷艇驱逐舰，此为驱逐舰的始祖。
早期的驱逐舰以蒸汽机为动力，机动能力很差，1899年被蒸汽轮机取代，航速提高到30节，排水量增至1000多吨，已具备了随舰队远洋作战的能力。在第一次世界大战中，驱逐舰已成为舰队的重要作战力量。第二次世界大战前，驱逐舰排水量增至2000吨左右，到大战结束时，已达3500吨左右。航速也相应增至35~40节，成为最快的战斗舰艇。驱逐舰的武器配备也逐渐增强，鱼雷发射管由单管发展为双联装、甚至五联装，舰炮由1~2门75毫米炮增至3~6门130毫米炮，作战威力有很大提高。各参战国投入二战的驱逐舰总数达1800艘之多，使驱逐舰成为参战机会最多的水面战船。
航空母舰的出现
1913年英国皇家海军改装轻巡洋舰“竞技神”号为水上飞机母舰。第一次世界大战期间，有多艘舰只改装成同类母舰。水上飞机利用浮筒下可脱落的轮子起飞，降落时则落在舰旁海面，再吊回舰上。
1915年8月12日，萧特184型水上飞机自英国航空母舰“彭米克利”号上起飞，在土耳其马尔马拉海击沉一艘土耳其补给舰，成为第1架用鱼雷击沉战舰的飞机。
1917年，一战后期，英国海军将一艘巡洋舰的前甲板上的主炮塔拆除，以甲板中部建筑为界，铺上木制跑道供飞机起飞用。
1917年8月2日，英国皇家海军航空队邓宁中校驾驶飞机降落在“暴怒”号上，成为降落在航行中舰只上的第一人。
1918年，拆去后炮塔，加建降落甲板，但中部的舰楼、桅杆和烟囱仍然把飞行甲板分隔为两段，使飞机升降相当危险和不便。这艘改装后的巡洋舰叫“暴怒”号飞机搭载舰，它能装载20架飞机，是最早出现的用旧军舰改装成的航空母舰。同年7月，从这艘舰上起飞的飞机，轰炸了德国的一个空军基地。
1918年，英国又把一艘正在建造的客轮“康蒂罗索”号改装成“百眼巨人”号航空母舰。它具有全通式飞行甲板，飞行跑道更长了，起飞和降落极为方便。有一层机库甲板及几部液压升降机，可载机20架。
第一艘核动力潜艇“鹦鹉螺”号
1954年1月，世界第1艘核动力潜艇“鹦鹉螺”号在美国建成下水。其主要技术性能为：水下排水量4040吨。长974米、宽84米、吃水67米。主机采用压水堆和蒸汽机组成，总功率15万马力。最高时速为30节，潜航速度超过20节，并能一直保持这一速度航行。
1955年5月，“鹦鹉螺”号在试航中走完从康涅狄格州新伦敦到波多黎各圣胡安之间的航程，只用了84小时，全部在水下行进，打破了历史上所有潜艇的速度、续航力和航程的纪录。1957年，它成为第一艘在北极冰下航行的船。
第2年，它载着116名船员，从珍珠港出发，然后向北行驶穿过白令海峡。8月1日，潜艇在阿拉斯加的巴罗岬潜入水下，一直向北驶去。潜艇一直在冰层下面航行，中途只有一次升上潜望镜检查方位。
1958年8月3日上午1时45分，潜艇在大块浮冰下穿过了北极。8月5日，潜艇驶入格陵兰海才浮出水面。8月7日抵达冰岛，结束航行。此次航行在冰下穿越了3704千米，打破了潜艇航行史上的所有记录，且具有重大战略意义。
原子弹和核动力潜艇
20世纪30年代末，美国人开始研制原子弹前，美国海军研究所的罗斯·根恩博士就曾提出第一个建造核潜艇的建议。
1946年，同一研究所的菲利普·艾贝尔森博士提出研制动力装置计划。随后，研制工作在海曼·里科弗上校领导下正式开始。核潜艇的心脏是受控制的核分裂，须有一具核反应堆。设计制造能在潜艇内工作的反应堆，是一项最具有创造性和涉及范围极广的研究工作。艾森豪威尔总统的科学顾问乔治·基斯塔科夫斯基博士形容这种划时代的潜艇是“美国工业技术中一个令人惊异的小天地”。核动力获取的原理大致是：反应堆里受控分裂所产生的热传到密封导管内的水中，由于水处于高压下，它能升到高温而不沸腾。泵把超高热的水抽进蒸汽发生器，在那儿热力传到第二套水处理系统；在这一系统中的水受洛杉矶攻击型核潜艇到的压力低，便沸腾起来。沸水所产生的蒸汽供应机舱带动涡轮。转动的涡轮又带动螺旋桨和开动供应潜艇所需电力的发电机。蒸汽已通过涡轮，温度便降低还原为水，又回到蒸汽发生器第二套系统中。潜艇使在这种完全不需要空气来助燃的动力推动下长时间地在水下运行了。
此外，由于这种持久的动力会带来人所需要的许多东西，于是核潜艇的制造成为可能。
美国人最早研制弹道导弹核潜艇
仅有核动力和常规武器的潜艇，并没有增大潜艇的威慑力，潜艇也不具备战略价值。
俄罗斯D1弹道导弹核潜艇。于是，1957年美国首先开始研制第一代装有远程导弹的核潜艇。
研制工作历时5年，由美海军特种计划处和威廉·小罗伯恩海军少将负责。研究费用35亿美元。5年后试制成可从水下潜艇发射的北极星A-1型导弹。它是世界上第一枚远程固体燃料导弹，重约15吨，形状像个香槟瓶。它装上核弹头能飞2253千米。发射时利用压缩空气将它从发射管中推出。离开水面时，它的两节火箭发动机点火，使它升入预定弹道，以每小时1931千米的高速掠过同温层，然后火箭脱开，导弹射向目标。
1958年9月底有5枚导弹发射失败。
1959年4月，第6枚掠空而过，直中目标。
与此同时，第一艘设计用以携载导弹的潜艇“乔治·华盛顿”号，1959年6月9日在康涅狄格州的泰晤士河下水。美国人立刻把这种威力巨大的北极星A-1型导弹装上去。1960年7月20日12点39分，这艘潜艇在水下成功地发射了一枚北极星导弹。
从此，美国开始有了在海洋任何地方都可以发射的战略武器。陆上的导弹发射场容易被敌方侦察出来，但极难在来得及反应的时间内找到这种隐蔽的、随时行动的潜艇。这种潜艇分布在世界各地，监视着射程以内的所有陆上目标。它们发射的命中率高，装有核弹头的导弹几乎可以摧毁一切。