鉴于潜艇在二战中起到的重大作用，各国都在战后研究新一代潜艇。随着核动力推进技术的成熟，美国率先把压水堆应用在潜艇上，命名为“鹦鹉螺”号，希望它能像《海底两万里》中的“鹦鹉螺”号那样无限期航行。然而“鹦鹉螺”号并没有达到人们的预期设想，还存在各种各样的问题。
“鹦鹉螺”号是常规潜艇到核潜艇过渡时期的一个大胆尝试，光在艇体外形设计上就做了许多试验，最后定型为“鲸艏”。这种外形在水下航行时阻力大、噪音大，美国科研人员对此进行了反复研究，从常规动力水滴形、核动力常规型一直试验到核动力水滴形才成功，最终确定了核潜艇外形设计的最佳方案。 多次试验证明，双艇体水滴形外壳是最科学的设计方案，为此美国进行了三次大改进。
苏联核潜艇设计更加坎坷。当时美国已经抢占了空中和海上优势，可以依托前沿军事基地对苏联本土进行核打击，而无需担心本土遭到核报复，苏联能利用的潜在空间只剩下了大洋深处。1952年，苏联启动了第一艘核潜艇“鲸”号建造计划，但在研制过程中遇到了种种问题。从628型到701型，苏联对核潜艇进行了六次大改，才确立了美苏核均势，结束了美国的全面海上优势。
我国的潜艇技术师从于苏联，但苏联拒绝向我国输出核潜艇技术。就在我国上马核潜艇研制计划不久后，中苏关系便破裂了，苏联专家一夜之间全部撤走。核潜艇计划被迫中止，转而实行“先弹后艇”战略，优先发展核弹和导弹。“两弹”问题解决后，我国于1966年开始秘密研制核潜艇，地点设在大西南的云南阳宗海湖边，集结各行各业顶级专家29名，共同研究攻克核潜艇技术。
当时我国一无经验、二无技术，手里的资料仅有两张美国核潜艇黑白照片和一个玩具模型，但就是这两件简陋的参考资料，让我国避免了重蹈美苏核潜艇覆辙。我国“核潜艇之父”黄旭华从玩具模型中获得灵感，在一位木工师傅的帮助下用木头组装出了核潜艇模型。1970年，我国建成了第一艘国产核潜艇，一步到位采用水滴形艇体，避免了反复的繁重试验。