第二次世界大战的爆发，给人类带来了巨大的灾难，全球60多个国家被迫卷入这场旷日持久的战争中，战场更是从欧洲一直蔓延到亚洲地区，从大西洋扩散至太平洋。据不完全统计，这场战争造成了多万人的伤亡，近5万亿美元被消耗一空。但在客观意义上，这场战争也促进了各国武器装备的发展。
二战期间，当各国还在想着如何将战列舰发展为可以携带战机的航空母舰时，日本已经想着如何利用潜艇携带战机进行海上作战了。在这个想法的推动下，日本研发出了当时最为先进的伊-级潜艇，这艘潜艇的设计即使是放在如今来看，也是十分超前的。不过这艘先进的潜艇因为出现的时间太晚，所以对于二战最终的结果，并没有造成任何影响。
实际上早在上世纪20年代末期，日本就进行过潜艇携带战机作战的研究，但后来因为二战的爆发，直到年，才最终确定了伊-级潜艇携带战机作战的设计思想。伊-级潜艇除了装备常规的鱼雷和防空炮外，还装载了3架晴岚水上战机，主甲板上专门设置有一个大型的机库，用来容纳3架可以折叠的“晴岚”战机。
值得一提的是，因为空间比较拥挤，所以在设计之初，日本在伊-级潜艇上装置了弹射器，使战机可以迅速起飞，在完成任务返航后，再由可折叠的起重机将战机吊回舰上。因为伊-级潜艇携带战机的作战方式十分独特，因此这款潜艇一度被人们称为“潜水航母”。
日本建造这款潜艇的目的，是为了抵抗美国的进攻，其最初的时候计划建造18艘，随着战局的不断变化，最后决定建造5艘。但由于二战中日本耗费了大量的资源，材料严重缺乏，最终只完成了3艘伊-级潜艇的建造，另外两艘还未完工，日本就宣布投降了。
日本宣布无条件投降后，将三艘伊-级潜艇的资料全部销毁，并将舰载机沉入海底。随后美国将这3艘潜艇带走，并进行了研究。后来，这3艘潜艇中两艘被炸沉，另一艘自己沉没。