在二戰時期戰列艦和重巡洋艦是海軍中除航母之外火力、防護最強的兩種水面艦艇，兩者屬於兩種不同類別的作戰艦艇，從事不同的作戰任務，在噸位、火力、防護、動力各方面都存在很多差異。

戰列艦自從風帆戰艦時代起就是海上最強大的戰艦，其名稱就是從風帆戰艦時代的戰列線戰術得來的。在20世紀的海戰場上，現代戰列艦都是由英國在1906年建成的“無畏”號戰列艦發展而來的所謂無畏艦或超無畏艦，其最主要的特徵是裝備統一口徑的重型艦炮。二戰時期是戰列艦發展的頂峰，也是其沒落時期，當時各國戰列艦的排水量基本在35000噸到50000噸之間，日本海軍的大和級甚至超過60000噸，普遍裝備8～10門356毫米至406毫米艦炮，當然也有例外，比如大和級的460毫米艦炮以及沙恩霍斯特級的283毫米艦炮，航速在27～30節之間，艦體敷設重型裝甲，舷側裝甲帶的厚度基本在300毫米上下，大和級甚至達到410毫米，此外還配備數量較多的防空武器應對空中威脅。

日本海軍“大和”號戰列艦是史上噸位最大、火力最強、裝甲最為厚重的戰列艦。

戰列艦擁有水面艦艇中最為強悍的火力和最為厚重的防護，在傳統海戰理論中，戰列艦最主要的任務是與敵方戰列艦隊進行炮戰，摧毀對手的主力艦隊，從而掌握制海權，但是在二戰時期，隨著航母、潛艇等新型作戰力量的壯大，海戰的形式發生了很大改變，所以戰列艦隊之間的炮戰極少發生，實際上在二戰時期戰列艦擔負最多的任務是對岸火力支援，在很多兩棲登陸戰役中都能看到戰列艦實施炮擊的震撼場面，這一使命甚至一直延續到海灣戰爭。此外，由於戰列艦裝備較多的防空火炮，常常在編隊中擔負防空任務，利用密集的火網摧毀迫近的敵機，這一點在太平洋戰場上的美軍高速戰列艦身上體現得最為明顯。

在諾曼底登陸中美軍“德克薩斯”、“內華達”號戰列艦進行對岸炮擊的場面。

巡洋艦和戰列艦一樣也是歷史悠久的艦種，源於風帆戰艦時代形體、火力略小於戰列艦，但更為靈活的快速風帆戰艦，主要執行偵察、巡邏、護航、警戒等任務，也可以輔助戰列艦進行炮戰。進入20世紀，巡洋艦逐漸演化為僅次於戰列艦的大中型水面戰艦，具備相當的火力和防護、航速較戰列艦更快，在艦隊中擔負前衛角色，是戰列艦的重要輔助力量。二戰時期的巡洋艦基本上是各國在兩次世界大戰之間設計建造的所謂條約巡洋艦，依據1922年簽訂的《華盛頓條約》和1930年簽訂的《倫敦條約》，各國新造巡洋艦的噸位上限為10000噸，火炮最大口徑不超過203毫米，此外根據火炮口徑又具體分為重巡洋艦和輕巡洋艦兩個類別，前者的主炮口徑在155毫米以上，後者在155毫米（含）以下。

德國海軍希佩爾海軍上將級重巡洋艦

二戰時期的重巡洋艦的噸位通常在10000～15000噸，裝備6～10門203毫米艦炮，與戰列艦一樣，重巡洋艦還持續增加防空武器，應對空中威脅，日本重巡洋艦還配備強有力的魚雷武器，能夠實施遠端雷擊。重巡洋艦的航速在30～33節之間，日本重巡洋艦甚至達到35節的高速，重巡洋艦的防護因為不同的發展時期和設計理念的變化而存在較大差異，早期的重巡洋艦防護相對薄弱，甚至沒有設定舷側裝甲，後期則逐漸增強，到二戰時期各國主力重巡均有100～150毫米的舷側裝甲，受到噸位限制，其防護能力是無法與戰列艦相比的，主要防禦巡洋艦以下艦艇的火力。在二戰時期，重巡洋艦擔負的作戰任務更為多樣，其戰場表現遠比戰列艦更為活躍，在水面炮戰、防空、偵察、護航和對岸支援等各種作戰中都發揮了較大作用。

日本海軍高雄級重巡洋艦編隊，該型艦被認為是最強的條約型重巡洋艦

在1942年11月的埃斯佩蘭斯角海戰中與美軍交戰的日軍“古鷹”號重巡洋艦