鑒於潛艇在二戰中起到的重大作用，各國都在戰後研究新一代潛艇。隨著核動力推進技術的成熟，美國率先把壓水堆應用在潛艇上，命名為「鸚鵡螺」號，希望它能像《海底兩萬里》中的「鸚鵡螺」號那樣無限期航行。然而「鸚鵡螺」號並沒有達到人們的預期設想，還存在各種各樣的問題。
「鸚鵡螺」號是常規潛艇到核潛艇過渡時期的一個大膽嘗試，光在艇體外形設計上就做了許多試驗，最後定型為「鯨艏」。這種外形在水下航行時阻力大、噪音大，美國科研人員對此進行了反覆研究，從常規動力水滴形、核動力常規型一直試驗到核動力水滴形才成功，最終確定了核潛艇外形設計的最佳方案。 多次試驗證明，雙艇體水滴形外殼是最科學的設計方案，為此美國進行了三次大改進。
蘇聯核潛艇設計更加坎坷。當時美國已經搶占了空中和海上優勢，可以依託前沿軍事基地對蘇聯本土進行核打擊，而無需擔心本土遭到核報復，蘇聯能利用的潛在空間只剩下了大洋深處。1952年，蘇聯啟動了第一艘核潛艇「鯨」號建造計劃，但在研製過程中遇到了種種問題。從628型到701型，蘇聯對核潛艇進行了六次大改，才確立了美蘇核均勢，結束了美國的全面海上優勢。
我國的潛艇技術師從於蘇聯，但蘇聯拒絕向我國輸出核潛艇技術。就在我國上馬核潛艇研製計劃不久後，中蘇關係便破裂了，蘇聯專家一夜之間全部撤走。核潛艇計劃被迫中止，轉而實行「先彈後艇」戰略，優先發展核彈和飛彈。「兩彈」問題解決後，我國於1966年開始秘密研製核潛艇，地點設在大西南的雲南陽宗海湖邊，集結各行各業頂級專家29名，共同研究攻克核潛艇技術。
當時我國一無經驗、二無技術，手裡的資料僅有兩張美國核潛艇黑白照片和一個玩具模型，但就是這兩件簡陋的參考資料，讓我國避免了重蹈美蘇核潛艇覆轍。我國「核潛艇之父」黃旭華從玩具模型中獲得靈感，在一位木工師傅的幫助下用木頭組裝出了核潛艇模型。1970年，我國建成了第一艘國產核潛艇，一步到位採用水滴形艇體，避免了反覆的繁重試驗。