Изначально в подводном судостроении одной из наиболее важных проблем было увеличение времени нахождения под водой и увеличение скорости подводного хода, как наиболее важных характеристик субмарин. Прогрессу в этой области мешало несовершенство энергетических установок, а в частности — их малая мощность и зависимость времени нахождения под водой от содержания кислорода в воздухе внутри лодки. Сперва эти проблемы решались повышением мощности электромоторов, ёмкости аккумуляторов, увеличением запаса сжиженного кислорода, воздуха высокого давления, регенеративных патронов. Во время Второй мировой войны в Германии были разработаны и применены прибор для работы дизелей под водой — шноркель (прибор РДП) и парогазотурбинная энергетическая установка системы Вальтера. В послевоенное время в США и СССР, а затем и в других странах появилась атомная энергетика, начав новый этап развития подводного флота. Однако, создание мобильного компактного реактора заняло более 10 лет и потребовало значительных усилий.
Исторически первыми построили атомарину в США. За выдающиеся характеристики автономности и подводного плавания лодка получила имя «Наутилус» в честь одноимённого знаменитого корабля капитана Немо. Следом за США атомные подводные лодки начали строиться в СССР. В дальнейшем при активном сотрудничестве с США программу атомного подводного судостроения начала Великобритания, а при содействии СССР подводные лодки с атомными энергетическими установками стали производиться в КНР. Особняком стоит Франция, которая начала строить атомарины примерно в то же время, но разработав всю программу судостроения самостоятельно. Французские атомные реакторы для подводных лодок отличаются компактностью и хорошей защитой. Они имеют меньший срок службы между обслуживаниями — около 5 лет, что вдвое меньше американских аналогов, но по плану каждые пять лет французские лодки проходят обновление радиоэлектронного оборудования, и смена ядерного топлива происходит во время этих ремонтов.
Первые подводные лодки с атомными реакторами на борту появились соответственно в США в 1955 году, USS Nautilus (SSN-571), и в СССР в 1958 году, К-3 «Ленинский комсомол». В 1963 году в строй вошла первая британская атомарина HMS Dreadnought (S101). В 1969 году начала нести боевую службу первая французская атомная субмарина Le Redoutable (S 611), причём она относилась не к торпедным подводным лодкам, а к классу стратегических субмарин. В 1974 году свою первую атомную подводную лодку ввёл в строй Китай.
