Es van fer avanços en gairebé tots els aspectes de la guerra naval, especialment amb portaavions i submarins. Tot i que la guerra aeronàutica va tenir relativament poc èxit al començament de la guerra, les accions a Tàrent
, Pearl Harbor, i el Mar de Coral va establir el portaavions com el vaixell principal dominant en lloc del cuirassat. A l'Atlàntic, els portaavions d'escorta van ser una part vital dels combois aliats, augmentant el radi de protecció eficaç i ajudant a tancar la bretxa de l'Atlàntic Mitjà. Els portaavions també eren més econòmics que els cuirassats a causa del cost relativament baix dels avions i no requerien ser tan fortament blindats. Els submarins, que havien demostrat ser una arma eficaç durant la Primera Guerra Mundial, van ser anticipats per totes les parts per ser importants en la segona. Els britànics es van centrar en el desenvolupament d'armament i tàctiques anti-submarins, com el sonar i els combois, mentre que Alemanya es va centrar en millorar la seva capacitat ofensiva, amb dissenys com el submarí tipus VII i les tàctiques wolfpack. A poc a poc, la millora de les tecnologies aliades, com el Leigh Light, l'eric, el calamar i els torpedos de localització van demostrar victoriosos sobre els submarins alemanys.