建造十九世紀作家朱爾·凡爾納(Jules
Gabriel Verne)的歷險科幻小說海底兩萬哩(Vingt
mille lieues sous les
mers)中的鸚鵡螺號是當時以及後來的潛艇設計者的夢想，但直到二戰結束這種夢幻式的無限動力潛艇也始終沒有開發出來，這個夢想直到二戰後的核子動力潛艇開發成功才付諸實現，近期的AIP潛艇發展也讓傳統柴電潛艇慢慢達成這個夢想，美國也有人正式提議大量建造價格僅核子動力攻擊潛艇五分之一價格的日本蒼龍級AIP潛艦部署於亞太與波羅的海地區以因應中國的海軍大擴軍以及俄羅斯的海軍威脅，不過這不是本文討論的重點。
在二戰開始的1939年美國就有人提出以當時尚未發展成功的核子動力來作為潛艦的動力來源，但真正將核子反應爐作為潛艦動力的構想付諸實現則是在1946年開始由美國上校海曼.李高佛(Hyman
G. Rickover)所領導的海軍反應器辦公室在多年的努力下，世界第一艘原子能動力攻擊潛艦鸚鵡螺號(USS
Nautilus
SSN-571)終於在1954年1月21日下水。1955年1月鸚鵡螺號開始試航，到1957年4月止，鸚鵡螺號在沒有補充燃料的情況下持續航行了11萬餘公里，其中大部分時間是完全在水下高速航行。1958年8月，鸚鵡螺號從冰層下穿越北冰洋冰冠，從太平洋駛進大西洋，完成以往柴電動力潛艇所無法想像的壯舉。為了驗證核子動力所帶來的優勢，美國海軍在發展前期有幾艘核子動力潛艦都分別採取不盡相同的設計來探索這個全新的領域，不過其外殼仍與傳統潛艦採用相同的船型，維持傳統潛艇水面航速大於水下航速的特性。自1958年後美國宣佈不再建造柴電動力潛艇。
從1958年下水的飛魚號(USS
Skipjack
SSN-585)核能攻擊潛艦起，美國潛艦改採全新的淚滴形圓柱斷面流線艦殼，使潛艦水下航行速度開始大於水面速度，潛航航速最高可達35節。二戰時期的傳統柴電有兩大缺點除了水下續航時間過短尚有其次是航速(尤其是在水下)過慢。但美國到飛魚級核子動力潛艇後已經擺脫這兩大缺點，具備足以主動和水面艦隊正面對決的能力擺脫以往只能在近海等待目標的劣勢，更憑藉優異的水下匿蹤特性而占盡優勢。
美國核子動力攻擊潛艇主要分為兩派：一派偏重為航艦戰鬥群護航另一派則強調潛艇靜音性並以反潛為第一要務，而不是如同以往潛艦的任務主要在於對付水面艦艇。不過最新的美國核子動力潛艦自維吉尼亞級後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。
