Một trong những khái niệm đầu tiên về tàu có mái chèo dưới nước được phác thảo bởi một người Anh có tên là William Bourne vào năm 1578, nhưng đến tận năm 1620, cuối cùng kế hoạch này mới tìm ra bởi Cornelis Drebbel.
Tàu ngầm của Cornelis Drebbel được làm bằng gỗ và đẩy bằng mái chèo, có thể lặn dưới nước trong nhiều giờ liền. Những chiếc ống gắn với phao nổi có nhiệm vụ mang không khí từ phía trên xuống cho toàn bộ thủy thủ đoàn bên dưới.
Khi Drebbel chứng minh khả năng của tàu ngầm bằng cách cho nó lặn thử xuống sông Thames trong ba giờ, hàng nghìn người dân London (Anh) đã tập hợp trên bờ để quan sát màn trình diễn kỳ lạ. Ban đầu họ tin rằng Drebbel sẽ chết, nhưng cuối cùng thử nghiệm cũng thành công tốt đẹp.
Sau đây là 10 tàu ngầm thử nghiệm thất bại thảm hại nhất lịch sử do trang Popmech tổng hợp:
Bạn có nghĩ rằng đóng tàu ngầm là một sở thích kỳ lạ? Bác sĩ người Pháp Jean-Baptiste Petit chắc chắn sẽ không đồng ý với bạn. Ông đã lắp ráp tàu ngầm của chính mình bằng tay vào đầu thế kỷ 19. Một trong số đó, ông thử nghiệm và đã thất bại vào ngày 5/8/1834, trên eo biển Manche gần thị trấn Saint-Valery-sur-Somme của Pháp. Chiếc tàu ngầm đã hạ xuống thành công dưới đáy biển, nhưng không bao giờ trở lại.
Tàu ngầm U-1206 của Đức là một phép màu của công nghệ. Được đóng bởi Công ty Schichau-Werke, Đức, tàu ngầm U-1206 hạ thủy ngày 12/6/1943 tại thành phố cảng Danzig, Đức. Các thiết kế sư chế tạo ra U-1206 không biết rằng chiếc tàu ngầm này sở hữu một điểm yếu chết người ở một vị trí mà không ai có thể ngờ tới. Và cũng chính nó đã khiến U-1206 mãi mãi nằm lại dưới đáy biển vào ngày 14/4/1945 chỉ sau một năm hoạt động. Một sĩ quan phụ trách phóng ngư lôi do không “nhịn” nổi, mà xô, chậu, thùng, tìm cũng chẳng thấy nên anh ta vào phòng vệ sinh. Do chưa đọc cuốn sách hướng dẫn kỹ thuật nên sau khi “đi” xong, anh ta la lớn, gọi kỹ sư cơ khí đến nhờ giúp mở các van xả chất thải ra biển. Tuy nhiên, một thao tác sai lầm của người kỹ sư cơ khí đã khiến chất thải trong bồn chứa thay vì được hệ thống khí nén bơm ra biển, nhưng do van thoát lại được mở trước nên nước biển ồ ạt tràn vào khiến khu vực chứa các ắc quy chì dùng để chạy động cơ điện nằm ngay dưới phòng vệ sinh bị ngập. Muối trong nước biển nhanh chóng xúc tác với axit trong ắc quy, sinh ra khí Clo. Chiếc tàu ngầm nổi lên và ngay lập tức rơi vào tầm ngắm của máy bay Anh. Đây là chuyến đi tác chiến đầu tiên của U-1206 nhưng cũng là chuyến cuối cùng.
Vào mùa thu năm 1915, William Deno đang đặt sợi dây cáp ngầm dọc theo đáy sông Chicago, thì anh ta bất ngờ gặp một chiếc tàu ngầm kỳ lạ bị chìm trong bùn. Ba tháng sau, con tàu bị kéo lên bờ, người ta tìm thấy bên trong có xương của một người đàn ông và một con chó. Câu chuyện đã ngay lập tức được đăng tải lên các tờ báo thời đó. Hiện tại vẫn chưa biết ai đã chế tạo chiếc tàu ngầm này và chết trong đó.
Linh mục người Anh George Garrett là một nhà phát minh của tàu ngầm Resurgam. Tàu ngầm Resurgam, được chế tạo vào năm 1879, đã bị Hải quân Hoa Kỳ từ chối vì sự bất ổn và nó thực sự thất bại trong các cuộc thử nghiệm. Do sai sót trong quá trình vận chuyển, dây kéo bị đứt khiến chiếc tàu ngầm hơi nước đầu tiên của Anh chìm ngoài vịnh Liverpool vào ngày 25/2/1880. Sau đó, Garrett không dừng lại, ông kết hợp với kỹ sư người Thụy Điển Thorsten Nordenfeldt, tiếp tục chế tạo thế hệ tàu ngầm hơi nước mới vào những năm 1880. Khi mới ra mắt tàu ngầm Nordenfeldt nhận được khá nhiều hợp đồng đặt mua từ các nước như Hy Lạp, Thổ Nhĩ Kỳ và Nga. Tuy nhiên, Nordenfeldts không được đánh giá cao do còn nhiều thiếu sót.
HMS M2 là tàu ngầm hàng không mẫu hạm cỡ nhỏ của Hải quân Hoàng gia Anh. Đây là loại tàu ngầm có khả năng mang theo máy bay và cất cánh như một tàu sân bay trên mặt nước. Vấn đề là M2 được chế tạo dựa trên các tàu ngầm lớp K, được gọi là “thảm họa” thời đó. Số lượng thiếu sót của các tàu ngầm này lớn hơn bất kỳ mặt tích cực nào, và cuối cùng M2 đã chìm vào năm 1932 khi đang tiến hành thử nghiệm cất cánh máy bay.
USS Alligator là tàu ngầm đầu tiên của Mỹ chính thức được chấp nhận đưa vào sử dụng. USS Alligator được khởi đóng năm 1861, hạ thủy vào tháng 5/1862 và đưa vào biên chế Hải quân Mỹ ngày 13/6/1862. Ban đầu, tàu có cấu tạo 16 mái chèo xuyên qua vỏ tàu để tạo lực đẩy, nhưng thiết kế này không nhận được sự chấp nhận của lãnh đạo hải quân Mỹ. Sau đó, các mái chèo được thay bằng chân vịt nối với cần quay tay. Tàu USS Alligator chỉ hoạt động được 1 năm thì bị chìm vào năm 1863 khi được kéo đi trong một trận bão và chưa từng tham chiến.
Một thí nghiệm trong Nội chiến Hoa Kỳ có tên là Intelligent Whale (“cá voi thông minh”) được nhà sáng chế Oliver Halstead đến từ New Jersey thiết kế vào năm 1862. Nhắc đến cái tên Intelligent Whale, nhiều người sẽ liên tưởng đến hệ thống máy móc tinh vi và phức tạp, song nó là một cỗ máy rất đơn giản. Tàu sử dụng hai chiếc mỏ neo khổng lồ để lấy độ sâu và nổi lên mặt nước nhờ hệ thống quay tay. Có tin đồn rằng “cá voi thông minh” đã chìm nhiều lần và khiến toàn bộ thủy thủ đoàn thiệt mạng, nhưng không biết chắc chắn. Tuy nhiên, người ta biết rằng tàu ngầm đã không thành công trong chiến đấu, Hải quân Mỹ đã từ chối trả tiền và hủy hợp đồng.
H.L Hunley tàu ngầm chiến đấu đầu tiên từng đánh chìm tàu chiến của đối phương, được hạ thủy năm 1863. Ngày 17/2/1864, H.L Hunley bắn ngư lôi đánh chìm tàu USS Housatonic có trọng tải 1.240 tấn, đang tuần tiễu ngoài cảng Charleston, Nam Carolina. Tuy nhiên, con tàu này đã mất tích sau cuộc tấn công. Tháng 5/1995, các nhà khoa học phát hiện được xác của tàu H.L Hunley ngoài khơi gần đảo Sullivan. Câu trả lời mà các nhà khoa học tìm thấy là tàu H.L. Hunley bị nổ tung bởi những ngư lôi của mà nó mang theo.
Brandtaucher là một chiếc tàu ngầm được thiết kế bởi nhà phát minh và kỹ sư người Bavaria (Đức), Bau Bauer và được Schweffel & Howaldt chế tạo ở Kiel cho Hải quân Đức vào năm 1850. Brandtaucher là tàu ngầm còn tồn tại lâu đời nhất trên thế giới. Tàu ngầm đầu tiên Brandtaucher, được chế tạo để bảo vệ Kiel trong Chiến tranh Đan Mạch-Phổ, bị chìm năm 1851, nhưng Bauer và hai thành viên phi hành đoàn đã trốn thoát. Vào năm 1856, ông Bauer chế tạo ra Seeteufel (Quỷ biển), một tàu ngầm cao khoảng 24m được trang bị cẩn thận với một thiết bị cứu hộ, dành cho Nga trong Chiến tranh Crimea.
Năm 1774, một nhà chế tạo tàu lửa, kỹ sư người Anh John Day quay sang đóng tàu ngầm. Theo đúng nghĩa “tàu ngầm”, tàu của John Day không hề trang bị động cơ đẩy. Làm thế nào tàu nổi lên mặt nước? Câu trả lời nằm ở khối đá lớn treo phía bên ngoài tàu. Đá nặng giúp tàu lấy được độ sâu trong khi lặn, đồng thời cho phép tàu nổi lên khi thả đá ra. Lần đầu tiên đã thành công, chiếc tàu ngầm đã đạt độ sâu 9 m và John Day muốn nhiều hơn nữa. Anh bắt đầu chấp nhận đặt cược khi lặn trở lại độ sâu 40 m trong một chiếc tàu ngầm lớn con tàu nặng 50 tấn lấy tên là Maria. Vào tháng 6/1774, ông đã thử nghiệm trước hàng trăm khán giả và không nổi lên mặt nước, rất có thể con tàu đã bị áp lực nước nghiền nát trước khi trạm đáy hồ.