在1906年4月，位於日本神戶的川崎重工即為海軍建造了6號和7號潛艇。之後日本先後引進和自建了多批多型號的潛艇。到了1922年，世界各海軍強國在美國締結《華盛頓條約》，條約規定日本的戰列艦噸位僅為美英的60%,日本在戰列艦上便處於劣勢地位。因此，日本提出了能遂行遠洋作戰，水面髙航速，可消耗英美軍戰列艦數量的大型潛艇。這就是後來的一系列的海大型潛艇。

但海大型潛艇續航力無法滿足需要，因為在日美之間爆發戰爭的構想中，該潛艇無法攔截從夏威夷繞道南洋群島進攻的美國艦隊，所以日本海軍又提出了巡洋潛艇的方案。該方案潛艇的排水量從海大型的1300噸提高到了接近2000噸，後續甚至突破了2200噸。

20世紀30年代中期，日本海軍已經不滿足於這兩種潛艇分類體系，他們提出了新的方案，要求將兩者的優點結合起來，發展出一種相對全面的混合型潛艇，作為主力作戰的潛艇。對日本有利的是，在1930年的《倫敦海軍條約》中，日本爭取到了52700噸的潛艇份額，該份額與美英一致。但是不利的是，該條約規定不能建造標準排水量2000噸以上，主炮口徑超過127毫米的潛艇。由於當時美國有3艘V級潛艇不但標準排水量超過2000噸，並且裝備了潛艇上口徑最大的152毫米火炮，因此單純看數字的日本人如梗在喉。

為了避免違反條約，過早引起英美的強烈反應，日本海軍將混合型潛艇的計劃推遲，直到1937年。因為當年的12月31日，該條約到期，日本抓住這個機會，提出了甲、乙、丙三種不同的混合型潛艇設計方案，於當年開工建造(條約過期僅如此之短的時間內，潛艇即開工建造，可見日本海軍的早有預謀)。1940年3月第一艘注重魚雷攻擊任務的丙I型潛水艇伊16號完成，其標準排水量達到了2184噸。隨後，為了加強偵察能力而設計的乙型潛艇於次年開工。

1940年9月30日，第一艘乙型潛艇伊15正式完工，其標準排水量略超過丙I型，達到2198噸。接著第二年有6艘乙型潛艇完工，42年有10艘完工，43年有3艘完工。前後合計20艘。其後，還曾經在乙型的基礎上又發展出乙改I型和乙改II型，前者建造6艘，後者建造3艘。總計在日本海軍中乙型潛艇一共建造了29艘。

乙型潛艇全長108,7米，水線長106.9米，垂線間長102.4米，艇寬9.3米，吃水5.14米，水面排水2589噸，水下排水3654噸。乙型潛艇為了達到水面高速，採取超過10:1長寬比的細長型艇體，艇首形狀也是適合水面高速航行的設計。艇尾有大型排氣孔。潛艇底艙儲備淡水和燃油，該艇總共能攜帶774噸重油和22噸滑油，使得水上續航力可達14000海里/16節。從橫濱穿越太平洋到洛杉磯往返（往返距離大約10000海里）還綽綽有餘。此外，底艙的電池組為2號5型，總共由360個鉛酸電池組成。如果以3節航速航行，可使用32小時，續航距離為96海里。在二戰中，潛艇一般水下續航距離在60海里，由此可見乙型潛艇大型化的好處。

1925年，日本在建造中型潛艇的基礎上充分吸取德國潛艇的優點後開始建造日本海軍史上的第1種大型復殼式潛艇，並將其命名為海大型。較為先進的海大3A型共建造4艘（“伊-53”號、“伊-54”號、“伊-55”號和“伊-58”號）並相繼於1927-1928年竣工。

雖然海大型潛艇是一種具有較大實用價值的遠洋型潛艇，但其耐波性等效能較差。此後，日本又建造了5艘海大3B型潛艇。該型艇以德國的U-46型潛艇為基礎，艇首的形狀與巡潛型潛艇相同，其特點是提高了耐波力。這5艘潛艇的編號分別是“伊-56”號、“伊-57”號、“伊-59”號、“伊-60”號和“伊-63”號，相繼在1928-1930年這兩年內完成了建造工作。

更先進的海大4型採用了巡潛系列潛艇裝備的德國曼公司設計的柴油機，為提高航速和增大工作深度，其艇首隻裝4具魚雷發射管，前發射管艙的內殼呈圓形（海大2型和3型的艇首裝6具發射管，艙殼呈橢圓形）。

以往的海大型潛艇均由海軍造船廠建造，而到了海大4型潛艇建造的時候，則有2艘轉交給民用造船廠建造。“伊-61”號、日本海軍海大4型潛艇“伊-65”號、“伊-62”號和“伊-64”號3艘潛艇先後於1929年1930年完成建造工作。

而在這之後，當時的日本海軍根據海大型、巡潛型和佈雷型潛艇的實際使用經驗，又研製了海大5型（“伊-65”號至“伊-67”號潛艇）潛艇。在建造時，吳港造船廠按照艦政本部的圖紙製作了全尺寸模型，邀請有關部門的權威人士一同研究確定了舾裝方法，然後各船廠以此為標準動工建造，透過對舾裝工程的統一，也可以藉此節約經費。