汉利号与其他两艘更早登场的潜艇是由何瑞斯·洛森·汉利（Horace Lawson Hunley）、詹姆斯·麦克林托克（James McClintock）与贝司特·华特森（Baxter Watson）三人独立出资开发的私人潜艇，希望能利用它们突破当时北军对南方各大港口的严厉封锁。这三人最早是在路易西安纳州的纽奥良建造了一艘小潜艇，并命名为“先锋号”（Pioneer）。他们先是在1862年2月时让先锋号在密西西比河中进行试航，稍后又将先锋号拖至庞恰特雷恩湖（Lake Pontchartrain）进行额外的测试。但由于当时联邦军（北军）越来越往南逼近纽奥良，三人不得不放弃他们的作品，在隔月将先锋号凿沈后南撤。
三人随后移居至阿拉巴马州墨比尔（Mobile, AL），在那里又有两位新队员加入，分别是汤马斯·帕克（Thomas Park）与汤马斯·李昂（Thomas Lyons），帕克与李昂机械铺的经营者。一群人很快地开始下一艘新潜艇的开发工作，并命名为“美利坚潜水者”（American Diver），这项计划获得邦联陆军的支持，并指派阿拉巴马第21志愿军（21st Alabama Volunteer Regiment ）中尉威廉·亚历山德（William Alexander）到帕克与李昂的店中支援。初期他们曾试验过在新潜艇上使用电磁与蒸汽推进的技术，但最后却还是转回最简单的手摇推进这条老路。1863年1月美利坚潜水者已经进入可以进行港内航行试验的阶段，但却因为速度实在太慢而很难具有实用性。2月时，该舰曾试图攻击在港口外进行封锁的北军船舰但却功败垂成，之后在同一个月中美利坚潜水者由于一场暴风雨而沉没在墨比尔湾的出海口处，并从此未曾被收复过。
建造与测试
在美利坚潜水者号沉没之后，汉利与他的小组很快地着手新潜艇的开发建造，并以自己的名字替新舰命名。汉利号在当时常因其造型被称呼为“小渔船”或“小海豚”（porpoise），它的艇身是以一个25呎长的铁制柱塞式蒸汽锅炉为基础，并从中沿着纵轴颇开两半后，在中间插入长条状的踏垫以增加船舱空间，因此整艘潜艇的横剖面较为接近椭圆。之后他们在头尾两侧加上楔状的结构，使得潜艇艇身部分的长度增加到35呎（10.7米）。汉利号需要有八个人以人力同时操作，其中七个人负责摇转手摇式曲轴以带动螺旋桨让船只前进，而第八个人则负责操作潜艇的转向与浮沈。汉利号拥有真正潜水艇必有的压水舱（ballast tank），位于船头与船尾两端，可以打开阀门让水从外界流入让潜艇下沈，或使用手摇的抽水泵将舱内的水打出让潜艇上浮。除此之外汉利号还有铁制的额外压舱物，以螺丝锁定在艇身底部，当有必要时，船员可以自舱内将露在舱底的螺帽松开释放压舱物，以获得额外的浮力紧急上浮。
汉利号拥有两个水密舱门，分别位于艇身前段与后段上方，造型像是两个装置在圆桶上的小舷窗。舱盖的开口很小，约只有356mm x 400mm的长宽，使得进入与爬出船舱相对之下困难许多。艇身高度为1.2米，约为总长（12米）的1/10。
1863年时，汉利号的开发完成可以进行实际上的操作，在邦联上将佛兰克林·布加南（Franklin Buchanan）的面前，汉利号成功地在墨比尔湾内击沈一艘运煤平底船。在实际证明了其攻击能力之后，它被以铁路运输的方式载送到南卡罗莱纳州的查尔斯敦（Charleston, SC），于1863年8月12日抵达。汉利号在一抵达该地之后旋即被邦联陆军征召作为军事用途，然而，汉利与他的开发小组仍然继续协助这艘潜艇的进一步测试与操作。
在汉利号加入军方阵线之后，自愿担任该艇首任船长的是邦联海军上尉、来自邦联铁甲船契科拉号（CSS Chicora）上的约翰·佩恩（John A. Payne），他从契科拉号与扇榈之州号（CSS Palmetto State，是契科拉号姊妹舰，扇榈之州是南卡罗莱纳州的别名）招募了七名船员组成汉利号的操作小组。该年8月29日，正当汉利号的新船员们在准备进行一场潜水测试以学习这艘潜艇的操作时发生了悲剧，佩恩上尉不小心在潜艇正在前进时踏到控制潜艇潜水鳍板的杠杆，使得汉利号在水密舱盖尚未关上的状态下开始下潜，并且立刻进水沉没。虽然佩恩与另外两名船员幸运逃生，但船上其他五名乘员却因为逃生不及而溺毙。
类似的意外并没有因此而停止，同年10月15日时，汉利号在一场模拟作战中上浮失败，这次意外导致潜艇的发明者汉利本人与其他七名船员一并丧生。而与先前的意外同样，邦联海军在意外发生后还是将汉利号打捞上来，继续服勤。
武装
根据最初的规划，汉利号原本是打算以200呎长的绳索将能漂浮在水面、设有引信装置的爆裂物系在艇尾（在南北战争时代这种武器被命名为“鱼雷”，虽然与今日的鱼雷相差甚远），朝向目标物迫近后开始潜水，自水下穿过敌舰底部，然后再上浮远离目标，直到后面系著的鱼雷撞上目标物并且爆炸。但是，这计划很快就被证实不可行，因为后方的绳索极有可能与汉利号艇尾的螺旋桨缠在一起，或因为汉利号船速减慢反而发生鱼雷漂近撞上自舰的情况。
因此实际上取代了拖式鱼雷的是一种称为竿式鱼雷（spar torpedo）的设计，是一个连接在22呎（约6.7米）长木杆上、内装有90磅（41公斤）火药的桶子，固定在汉利号的船首。鱼雷的前端设计有一个尖刺，只靠冲撞的方式就能轻易地刺入固定在目标船只的侧壁上。原始设计的竿式鱼雷使用机械扳机，以一根绳索连在攻击方的舰身，当它完成攻击自目标旁倒退远离时，绳索牵动扳机，引爆火药。然而，负责研究汉利号的考古学家发现一些证据，包括一捆铜线与电池之类的零件，因此他们推论汉利号的鱼雷极有可能是较为进步的电子引爆式设计。
两败俱伤
虽然打从1863年秋季南军方面就曾试图以查尔斯顿港内的布利其湾（Breach Inlet）为出发点，利用汉利号对参与封锁的船只进行袭击，但直到1864年2月17日才旗开得胜，猎物是美国联邦战舰豪萨通尼克号（USS Housatonic）。豪萨通尼克号是一艘1800吨等级的蒸汽动力战斗用帆船（sloop-of-war），单甲板设计，配备有12门大型加农炮，在事件发生时驻守于南卡罗来纳州查尔斯顿港外5英里的海面上。为了要突破北军对该城的封锁，南军上尉乔治·迪克森（George E. Dixon）率领了七名自愿船员乘着汉利号朝港外潜行，并成功地将竿雷刺入豪萨通尼克号的船体。当汉利号退离目标一段距离后鱼雷成功爆炸，将豪萨通尼克号炸沈、不到五分钟就已完全坐底在查尔斯顿港的水底，船上有五名船员丧生。然而，汉利号也在敌舰爆炸沉没之后不久，可能是因为爆炸的影响或是其他不明原因，在朝岸边打了些讯号后也跟着沉没，全船无人生还。虽然第一次出战就两败俱伤，但汉利号的牺牲仍然替它挣得世界上第一艘在作战中击沈敌舰的潜艇，而在历史上留名。只不过比较讽刺的是，受害的豪萨通尼克号在沈到水底之后，由于该处水浅，仍有部分桅杆够高而能露出水面，许多在沉船时落水的船员得以攀附在桅杆上而获救，使得总受害人数仅仅只有5人。相比之下，汉利号前前后后共夺去21条人命，代价实在不低。
残骸
在汉利号失踪之后，关于它的行踪一直有各种不同的猜测，由于
汉利号残骸。镇守指挥苏利文岛（Sullivan's Island）马歇尔炮台（Battery Marshall）的丹兹勒中校（Lt. Colonel O.M. Dantzler）声称他曾在作战后与汉利号上的人交换过事先安排好的秘密信号，因此它极有可能是在返航的途中沉没。但也有说法认为它是跟豪萨通尼克号同归于尽，或在北军战舰沉没时遭水流卷入海底。但多年后当豪萨通尼克号的残骸因为阻碍了港口水道而被拖离沉没位置时，探索人员发现在豪萨通尼克号残骸附近的海床上完全没有发现汉利号的踪迹，而使得返航半途沉没的理论更广为被接受。
1995年，在汉利号沉没了132年之后，著名的畅销小说作者克里夫·库斯勒与他创立的非营利机构国家水下与海洋组织（National Underwater and Marine Agency，NUMA），根据返航说所估计出的航行路线，成功地利用海底探勘发现了汉利号的残骸，并确定其前舱盖在沉没时是开着的。在经过数年的调查研究后专家确定汉利号的状态足以承受用绳索将潜艇吊离其沈睡处的应力，终于在2000年8月8日时将汉利号自它的水中墓地打捞起来。在现场数百艘船只与大批岸上民众的围观与欢呼中，汉利号在8时37分时成功出现在水面。目前汉利号被收藏于以查尔斯顿造船厂改建的华伦·拉许保存中心（Warren Lasch Conservation Center）里的一只特制水缸中，以便由考古学家进行各种检查。
潜艇的历史
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18世纪70年代，美国人D.布什内尔建成1艘单人操纵的木壳艇“海龟”号，通过脚踏阀门向水舱注水，可使艇潜至水下6米，能在水下停留约30分钟。艇上装有两个手摇曲柄螺旋桨，使艇获得3节左右的速度和操纵艇的升降。艇内有手操压力水泵，排出水舱内的水，使艇上浮。艇外携一个能用定时引信引爆的炸药包，可在艇内操纵系放于敌舰底部。1776年9月，“海龟”号潜艇偷袭停泊在纽约港的英国军舰“鹰”号，虽未获成功，但开创了潜艇首次袭击军舰的尝试。
潜艇发展至此，一直是由人力推进的，因此限制了潜艇的发展。而此时，蒸汽机已经发明并被应用到了铁路运输和水面舰船上。蒸汽机在潜艇上的应用，推动了潜艇动力装置的发展，再加上潜艇设计者的不断努力，终于出现了以机械为动力的现代潜艇。
18世纪末到19世纪末是潜艇研制的重要时期。1801年，美国人R.富尔顿建造的“鹦鹉螺”号潜艇，艇体为铁架铜壳，艇长7米，携带两枚水雷，由4人操纵。水上采用折叠桅杆，以风帆为动力。水下采用手摇螺旋桨推进器推进。19世纪 60年代，美国南北战争中，南军建造的“亨利”号潜艇长约12米，呈雪茄形，用8人摇动螺旋桨前进，航速4节，使用水雷攻击敌方舰船。1864年2月17 日夜，“亨利”号用水雷炸沉北军战舰“豪萨托尼克”号，首创潜艇击沉军舰的战例。1880年9月，中国在天津建成第一艘潜艇，艇体形如橄榄，水下行驶，十分灵捷，可于水下暗送水雷，置于敌船之下。
早期的潜艇都是使用人力推进的，航速很慢。1863年，法国建造了“潜水员”号潜艇，使用功率58.8千瓦（80马力）的压缩空气发动机作动力，速度为2.4节，能在水下潜航3小时，下潜深度为12米。1886年，英国建造了“鹦鹉螺”号潜艇，使用蓄电池动力推进，航速6节，续航力约80海里。1897年，美国建造了“霍兰”Ⅵ号潜艇，水面使用33千瓦（45马力）的汽油机动力装置，航速7节，续航力达到1000海里；水下使用电动机为动力，航速5节，续航力50海里，这是潜艇双推进系统的开端。
早期潜艇使用的武器，主要是艇体上挂带的定时引爆炸药包或水雷。1866年，英国人R.怀特黑德制成第一枚鱼雷。1881年，T.诺德费尔特和G.加里特建造的“诺德费尔特” 号潜艇，首次装备鱼雷发射管；同年，美国建造的“霍兰”Ⅱ号潜艇安装有能在水下发射鱼雷的鱼雷发射管，这是潜艇发展史上的一项重要发展。
早在19世纪50年代，法国海军的一名工程师就提出了改装机械动力潜艇的建议，许多人也进行了这方面的尝试。
1863年，法国建成了一艘“潜水员”号潜艇。艇体模仿海豚的外形设计，长42.67米，排水量420吨。使用一部功率为59千瓦（80马力）的蒸汽机作动力，速度为2.4节，能在水下潜航3小时，下潜深度为12米。由于“潜水员”号采用了蒸汽机作动力，尺寸超过了当时所有的潜艇，成为了20世纪之前最大的一艘潜艇。虽然“潜水员”号潜艇的动力装置有了质的飞跃，但它却受当时设计水平的限制，当增加压载使其浮力等于零时，潜艇下潜就失去了控制，水下航行的稳定性很差。另外，潜艇在水下航行时需要大量的空气，而这在当时几乎是无法解决的问题。于是，“潜水员”号最终以失败而告终。
蒸汽机作为潜艇的动力失败后，潜艇设计师们不得不另辟蹊径，为潜艇寻找更好的动力装置。1886年，英国建造了一艘使用蓄电池动力推进的潜艇（也被命名为“鹦鹉螺”号）成功地进行了水下航行，航速为6节，续航力约80海里。从此，电动推进装置为潜艇的水下航行展现了广阔前景。
但对现代潜艇的发展作出过最大贡献的，当属美国潜艇设计师――约翰·霍兰。
约翰·霍兰1841年出生在爱尔兰利斯凯纳镇，父亲是英国海岸警卫队的一名雇员。父亲的职业使霍兰从小就对海洋及战舰充满了好奇。中学尚未毕业时，父亲不幸病故，年轻的霍兰被迫结束学业，到一所学校担任理科教员，以挑起家庭生活的重担。在此期间，霍兰一边工作，一边设计潜艇。1873年，霍兰辞去了教师工作，带着他的潜艇设计图纸到了美国。在美国，他一边在一个都教会学校教书，一边完善着他的潜艇设计图。
1875年，霍兰将建造新型潜艇的计划送交美国海军部。但是，美国海军对3年前支付5万美金建造的一艘名为“智慧之鲸”的小型手操潜艇的沉没仍然记忆犹新，因此断然拒绝霍兰的计划。遭到拒绝的霍兰却没有因此而却步，他很快就得到了流亡美国的由爱尔兰一些革命者组成的“芬尼亚社”的大力资助。在“芬尼亚社”的支持下，经过3年时间的努力，霍兰终于在1878年将自己的第一艘潜艇送下了水。
该潜艇被命名为“霍兰－Ⅰ”号，是一艘单人驾驶潜艇。艇长5米，装有1台汽油内燃机，能以每小时3.5海里的速度航行。但由于潜艇水下航行时内燃机所需空气的问题没有解决，故潜艇一潜入水下发动机就停止了工作。虽然这是一艘不成功的潜艇，但霍兰却在它的身上积累了经验，为下一步建造新的潜艇打下了基础。
这时，“芬尼亚社”对霍兰的潜艇研制提出了要求：所建造的潜艇，大到足以能有效地进行作战，小到使其能够塞进特制的商船船舱。这种商船要求可以装成民船的模样横渡大西洋。当遇到敌舰后，特殊商船将潜艇放出以攻击敌人。按照这一特殊要求，1881年，霍兰建造成功他的第二艘潜艇，命名为“霍兰－Ⅱ”号（也称“芬尼亚公羊”号）。该艇长约10米，排水量19吨，装有一台11千瓦的内燃机。为解决纵向稳定性问题，霍兰为潜艇安装了升降舵。同时，他还在艇上安装了一门加农炮，使得“芬尼亚公羊”号潜艇既能在水下发射鱼雷，又能在水面进行炮战。“芬尼亚公羊”号的建成给公众以极大的鼓舞，在潜艇发展史上也被认为是一个重要的里程碑。
19世纪80年代末期，潜艇的发展引起了更多国家的兴趣。1893年，长约45.7米、排水量为266吨的“古斯塔夫·齐德”号潜艇在法国下水了。它以电动机带动螺旋桨推动。在当时各国所出现的潜艇中，它是最先进的一艘。
“古斯塔夫·齐德”号潜艇的成功促使霍兰更加努力了。但就在霍兰全力以赴投入他的第三艘潜艇制造之中时，“芬尼亚社”的一些成员对霍兰无终止的试验丧失信心，并在一天黑夜将“芬尼亚公羊”号以及建造中的第三艘潜艇偷偷地运走了。从此，霍兰与“芬尼亚社”分道扬镳。
失去了“芬尼亚社”的资助，霍兰只得暂时停下潜艇的研究而到一家汽枪公司担任了描图员的工作。但是不屈的科学家永远不会为困难所吓倒。在朋友们的大力支持下，他兴办了“肛鱼潜艇公司”。这时他与炮兵上尉扎林斯基合作，又建造了他的第四艘潜艇“扎林斯基”号。1886年，当“扎林斯基”号建成下水时，因滑道倒塌而全艇被毁。“扎林斯基”的失败，反而使霍兰有了暂时的喘息余地。
几乎就在霍兰失败的同时，西班牙却有一个名叫艾萨克伯尔的海军上尉于1889年设计了一艘由时机推进的潜艇。不幸的是，因为艾萨克伯尔与上司不和，其上司竟然不顾国家利益而否定了他的计划。
美国政府得知这一消息后，为了在与西班牙的竞争中取胜，由海军部于1893年举办了一次潜艇设计大赛。霍兰大这次大赛中技压群芳，荣登榜首。大赛的胜利使霍兰于1895年接到了制造一艘潜艇的定货单，并从美国海军部得到了15万美元的经费。于是霍兰又开始了他的第五艘潜艇的设计。
为了建造一艘像样的潜艇，霍兰从一开始就注意解决那些潜艇史上阻碍潜艇发展的问题。为此，他反复研究并数易方案，终于建成了他的第五艘潜艇――“潜水者”号。该艇长26米，拥有水面航行的推进装置——蒸汽机动力装置和水下潜航的推进装置——电动机。 “潜水者”号由此成为了潜艇双推进系统的鼻祖。但是，美国海军部出于战争的需要，在“潜水者”号建造期间，就要求霍兰能够使“潜水者”号用于水面作战。但霍兰却认为，按照这种要求是不会制造出满意的潜艇的。于是，霍兰放弃了“潜水者”号的建造工作，归还了海军部的经费，开始用自己的钱来设计建造一艘新潜艇。
1897年5月17日，时年56岁的霍兰终于成功地制造出了“霍兰－Ⅵ”号潜艇。该艇长15米，装有33.1千瓦（45马力）汽油发动机和以蓄电池为能源的电动机，是一艘采用双推进的最新潜艇。在水面航行时，以汽油发动机为动力，航速可达每小时7海里，续航力为1000海里。在水下潜航时，则以电动机为动力，航速可达每小时5海里，续航力50海里。该艇共有5名艇员，武器为一具艇首鱼雷发射管（有3枚鱼雷）和2门火炮（向前、向后各1门），火炮瞄准靠操纵潜艇艇体对准目标。该艇能在水下发射鱼雷，水上航行平衡，下潜迅速，机动灵活。这是霍兰一生中设计和建造出的最后一艘潜艇。为了纪念这位伟大的先驱者，人们将其称为“霍兰”号。双推进系统在该艇上的运用，使这艘潜艇取得了潜艇发展史上前所未有的成功，从而奠定了霍兰作为“现代潜艇之父”的地位。
但是霍兰的成就并没有给他本人带来任何好处。由于美国海军部一些官员的偏见和挑剔，这艘潜艇不仅未被海军部采用，反而使这位大发明家受到了恶毒的嘲讽。无情的打击使时年63岁的霍兰愤然辞职。从此，一代潜艇巨匠被迫停止了其心爱的事业，并最终因肺炎病逝，终年73岁。
尽管“霍兰”号潜艇取得了辉煌的成就，但在19世纪末20世纪初，法国在潜艇这一领域也同处领先地位。1899年，由法国科学家劳贝夫于设计的“纳维尔”号潜艇在法国下水。
“纳维尔”号与其他潜艇不同处在于，该艇在其内壳之外又包上了一层外壳。这使得“纳维尔”号既有一个酷似鱼雷艇似的外壳，又有一个按照潜艇要求设计的内壳，艇员及所有装备都装在耐压的内壳之中。内外壳之间的空间被充作压载水柜，并以此控制潜艇下潜和上浮。当该艇排除压载水柜中的水之后，即可像鱼雷艇一样具有良好的适航性，使得其水面航行的速度达每小时11海里，续航力为500海里；当压载水柜中注满水之后，“纳维尔”又将与早先潜艇一样，它的水下短距离航速可达每小时8海里，即使在水下航行数小时，其水下航速也可达每小时5海里。
不过，也有一种意见认为，双层壳体结构并非起源于“纳维尔”潜艇，而是由美国青年西蒙·莱克首创。19世纪90年代，西蒙·莱克由于受了法国著名科普作家儒勒·凡尔纳的科幻小说《海底两万里》的影响，单枪匹马地投入到潜艇的研究之中。
莱克从亲戚那里借来一笔钱，经过努力，于1893年建成了他的第一艘潜艇——“小亚古尔爸爸”号。“小亚古尔爸爸”号也许是潜艇史上自“海龟”艇以来最不像样的潜艇。它看上去像一个特大的木柜子，长4.2米，高1.5米。艇体以松木板内衬帆布垫建造而成。艇体上方有个小舱盖，艇底安有三个木头轮子（前面一个，后面两个）。轮于是由手摇曲柄带动行走的，“小亚古尔爸爸”艇与其他潜艇相比独具匠心。它没有用于注排水的羊皮口袋或水泵、水箱等，而是采用装载足够重的压载物使之沉到海底，接着在海底用轮子滚动推进，如果要上升到海面，只要把压载物抛掉，艇体即可上浮。
不过，莱克最初建造潜艇并非为了军事目的，而完全是被迷人的海底生物所吸引。他从建造“小亚古尔爸爸”一开始，就想到能从潜艇中走出来，以便采集海底生物。所以他在潜艇中安装了空气压缩设备，并设置了一个空气闸舱。莱克使压缩空气设备所产生的空气压力与艇外海水压力相等，这样打开空气闸舱的舱门，人们便可以穿着潜水服从艇中走出来，而海水却不会涌进闸舱。人们将这种使海水不能涌进艇内而人能从艇的舱口自由进出的闸舱门叫做气门或水门。在气门的帮助下，莱克和他的伙伴，在迷人的纽约湾海底，采集了大量的海洋生物，度过了许多愉快的时光。
