到1955年，美国海军在德国V-2飞弹基础上发展起来的天狮星-1型飞航导弹已装备了几艘常规潜艇和水面舰艇，所以将飞航式导弹移植到核潜艇上并无技术上的困难。天狮星-1型导弹的射程为1000千米，时速800千米，可在1000米的高空飞行，然后作垂直俯冲，或低空接近目标。主要缺点是，飞航式导弹发射的时候，潜艇必须上浮到水面上来，所以隐蔽性较差。
苏联第一艘核潜艇K-3号艇（“列宁共青团员”号）在弹道导弹方面，1955年11月，美国国防部指令海军和陆军共同发展“木星”中程弹道导弹。但海军很快发现这种采用液体推进剂的导弹不仅尺寸太大，致使潜艇无法容纳，而且在技术上和可靠性方面均存在着海军难以逾越的障碍。
1957年8月，苏联成功地发射了世界上第一枚洲际弹道导弹，10月间用推力更大的洲际火箭将世界上第一颗人造卫星送入了宇宙空间。苏联的成就意味着几乎美国所有的大城市都进入了苏联陆基导弹的打击范围。与此同时，美国则尚无相应的报复和防御手段。危机的气氛笼罩着华盛顿。美国第一次实际感到了苏联毁灭性核打击的严重威胁，禁不住心惊肉跳。
1958年，苏联第一艘核潜艇建成，性能胜过了美国的“舡鱼”号和“鳐鱼”号核潜艇，结束了美国在核海军中的垄断地位。严峻的现实迫使美国当权派重新估计美国在武器装备领域中的技术优势及防御能力。
美军参谋长联席会议频频商讨对策，陆、海、空三军都提出了扩充部队和研制新型武器装备的要求。此时的海军中本来就获得最高优先权的北极星核潜艇研制计划，由此得到了新的刺激和活力。根据新的扩军备战计划，美国海军拥有第一艘导弹核潜艇的时间，将不是1965年，而提前到1959年。到1965年，美国海军已不再是只有一艘，而将拥有20余艘北极星导弹核潜艇。
北极星导弹水下发射1959年12月30日，第一艘北极星导弹核潜艇华盛顿号编入美国海军服役。1960年7月2日，华盛顿号首次成功地进行了水下导弹发射。当海面上突然抛起一股水柱，导弹迅速破水而出，待完全摆脱海水的纠缠以后，火箭发动机开始工作，熊熊呼啸的火焰喷射着，冲击着海面，沸腾的海水四处喷溅。加速起飞的导弹直射天宇，进入同温层，沿着既定的弹道飞行了2000千米，溅落在茫茫大海之中。
核潜艇自出现以来，其攻击能力大有改进，主要表现在如下三方面：
首先，核武器威力增加。早期的弹道导弹核潜艇只携带单个核弹头的导弹。由于潜艇在水中浮动，发射条件比以陆地为基地的导弹差，射击命中精度不高，只能用来攻击城市和机场等大型目标。像敌方的洲际导弹发射井和地下作战指挥中心等有坚固钢筋水泥工事的目标，不易命中。但是使用恒星星光导航技术来校正潜基导弹的弹道，使射击精度大有改进，提高击毁敌方目标的命中率。利用分导多弹头导弹使敌人的反导弹系统防不胜防。美国的31艘海神式核潜艇每艘带16枚导弹，每枚导弹有14枚分导弹头。这样，一艘潜艇可以攻击224个战略目标。
以对付敌方舰船为主的攻击型核潜艇仍以鱼雷为进攻武器。老式鱼雷发射后就不能再改变它的航向，速度比军舰大得不多。鱼雷前进时，有明显的航迹，敌舰发现后来得及转弯躲避。现代的制导鱼雷就是一枚水中导弹，装有制导装置，能自动跟踪目标。另外有火箭助飞，这种火箭助飞鱼雷先飞入空中，高速飞到敌舰附近落入水中，然后自动瞄准驶向目标。敌舰躲避的可能性是很小的。鱼雷上还可装小型核弹头。
第二方面是提高核潜艇的航速。大功率的核反应堆和流线型的艇体，使攻击型核潜艇航速提高到40节，大于航空母舰、驱逐舰等的最大航速。
号称“世界潜艇之王”的三叉戟核潜艇第三方面是加大核潜艇的续航力。续航力决定了舰艇能用于作战的时间。返回基地加燃料或在补给船处加燃料以及返回作战海域途中的舰艇都不能用来作战。美国第一艘核潜艇的续航力达30000多千米，是常规潜艇的6倍。但核潜艇返回基地换装核燃料很费功夫，往往要一年多时间。目前已做到一次装入核燃料可连续航行10年，航程25万千米。不过，人在不见天日的水下生活，哪怕只连续呆两三个月，也是难以适应的，所以通常每两个月就得轮换一次人员。
核潜艇的自卫能力表现在两个方面，一是它能隐蔽起来，不被敌方发现；二是能在己方其他兵种保护下活动。
反潜技术关键是探测潜艇在水下什么地方。只要查明潜艇的准确位置，就可由水面舰只、反潜潜艇或飞机发射反潜鱼雷把它击毁。核潜艇再快也快不过飞机，它很难逃掉。
探测水下潜艇比较有效的方法是用声纳探测潜艇航行时发出的噪声。噪声的来源有两个，一个是带动螺旋桨的减速齿轮，一个是反应堆里使水循环的主泵。上世纪70年代的核潜艇有不少采用先让汽轮机发电，再由低速电动机带动螺旋浆的做法，消除了齿轮的噪声。消除主泵噪音的办法是不用主泵。反应堆里的水靠进出口的温度差进行自然循环。此外，凡能产生噪音的其他设备都加装消音器，管道尽量去弯取直，艇身用吸音材料覆盖起来。经过种种改进，最新式的三叉戟导弹核潜艇的噪音只有海神型核潜艇的1／3。
中国第一艘攻击型核潜艇过去潜艇主要用来袭击敌方舰船，常常单艇行动。即使是第二次世界大战时，纳粹德国的潜艇曾经采用狼群战术袭击英美运输船，那时也不过几艘潜艇一齐行动。而如果动用本国海军空军保护水下潜艇的行踪，那么，这种措施等于告诉敌人这下面的潜艇。但是，对导弹核潜艇来说却可以采用这个办法，就是利用己方的以海岸为基地或以航空母舰为基地的空军，控制核潜艇所在海域，根本不让敌方的反潜飞机或舰只进入。只要潜艇不浮出水面，人造卫星就探测不出它的具体位置。即使让敌人知道这片海域下有核潜艇也并不造成威胁。而核潜艇上的导弹有足够长的射程，可以打击敌方任何战略目标，核潜艇是一座活动的隐蔽的洲际导弹基地。
中国历来反对毁灭性极大的核武器，但是，为了防止别人欺侮我们，为了保护自己的国家，也为了捍卫世界和平，只要别人有核武器，我们也要有。因此，中国依靠自己的科学家，也发展了核武器。1964年我国研制的第一颗原子弹爆炸成功，1967年第一次氢弹试验成功，1971年第一艘核潜艇下水成功。
中国已经建立成有效的威慑性武装。可是，中国多次郑重声明不首先使用核武器，如果国际间能达成全面禁止和彻底销毁核武器的条约，并且找到有效监督的办法，我们也会遵守。全世界爱好和平的科学家和人民正在为此做不懈的努力。