第二次世界大战期间，鉴于盟军运输舰艇在大洋上被德军潜艇屡屡击沉，美国海军决定用潜艇从水下运送兵力和物资，于1944年将一艘老式作战潜艇改装成水下运输潜艇，取名为“海狮”号，这便是世界上最早的运输潜艇。
这艘经过改装后的运输潜艇，排水量为2145吨，最高航速13节，一次可运送兵员160人。改装时，拆除了原来潜艇上的几乎所有武器以及一些应急设备，原先潜艇远航所需的油料舱和食品储备舱等被改装成运兵和运货舱。由于“海狮”
号是由作战潜艇改装而成的，对运送兵员的生活和保健设施未能全部考虑进去，使得作战人员体力消耗很大，不利于登陆后的作战。
世界上第一艘专门设计建造的运输潜艇是美国的“灰鲸”号，于1958年建成。“灰鲸”号在艇型设计、动力装置、辅助设备等方面都和作战潜艇有很大的不同。首先是增强了舱室的舒适性，有助于减少兵员的体力消耗，其次是提高了航速，最高可达20节，同时也扩大了排水量（2700吨），一次能运送全副武装的登陆兵67人。
由于水下运输潜艇的局限性，因此到目前为止，它的发展十分缓慢。