В начале 19 в. появились паровые боевые корабли. Первый опытный пароход «Клермонт» (водоизмещение 150 т , машинный двигатель 24 л. с., скорость хода до 5 узлов) построен Р. Фултоном в Америке в 1807. В русском флоте первый вооружённый пароход «Ижора» построен в 1826. В 1830-х гг. в ряде стран, в том числе и в России (1836), были созданы пароходо-фрегаты (водоизмещение до 1400 т , мощность машины 250—300 л. с., скорость хода 8—9 узлов, вооружение: 20—28 пушек малого калибра или 16 орудий крупного калибра). Пароходо-фрегаты вместе с парусными кораблями входили в состав военных флотов и использовались для разведки, как посыльные суда и для буксировки парусных кораблей. С изобретением в 1-й половине 19 в. гребного винта начали строить линейные корабли с паросиловыми установками. В это же время на вооружение флотов некоторых стран (Франция, Россия и др.) поступили бомбические пушки калибром 68—80 фунтов (200—220 мм ), которые стреляли разрывными бомбами и, помимо разрушения борта, вызывали сильные пожары на кораблях. В 1-й половине 19 в. на вооружение русского флота было принято минное оружие.
В результате опыта Крымской войны 1853—56 все страны во 2-й половине 19 в. перешли к строительству парового броненосного флота с толщиной брони до 610 мм . Калибры гладкоствольной корабельной артиллерии увеличились до 460 мм . Большое влияние на строительство флота оказали развитие минного оружия и появление в 70-х гг. 19 в. самодвижущейся мины, получившей название торпеды, что вызвало необходимость усиления живучести и непотопляемости кораблей делением корпуса на отсеки. Теоретической основой решения этой проблемы явились труды выдающихся русских учёных С. О. Макарова и А. Н. Крылова . Основой ударной мощи флота стали новые корабли — броненосцы с мощным артиллерийским вооружением и сильной бронёй. Первоначально это были корабли, имевшие деревянный или железный корпус, защищённый броневым поясом (толщиной до 150 мм ), проходившим по всему борту корабля. Артиллерия броненосца насчитывала до 30 орудий. В 1861 был построен первый русский железный броненосный корабль «Опыт». Позднее были созданы казематные, барбетные и башенные броненосцы. В 70-х гг. 19 в. отказались от использования на броненосных кораблях парусов в качестве вспомогательного движителя и перешли к постройке безрангоутных (не имеющих парусов) мореходных броненосцев. Одним из первых таких кораблей был русский броненосец «Петр Великий » (вступил в строй в 1877). Завершающим этапом развития броненосного корабля в России и других крупных морских державах явилось создание в 1890-е гг. эскадренного броненосца (водоизмещение до 12 тыс. т , скорость хода 16—18 узлов, главная артиллерия — четыре 305-мм орудия, артиллерия среднего калибра — чаще всего 6 и более орудий 152-мм калибра, броневой пояс 300—450 мм ). Эти корабли обладали большой живучестью и непотопляемостью. Для разведки и действий на коммуникациях строились крейсера , имевшие несколько меньшее, чем эскадренные броненосцы, вооружение и броневую защиту, но обладавшие более высокой скоростью хода. Развитие минно-торпедного оружия привело к появлению во 2-й половине 19 в. новых классов кораблей — минных заградителей и миноносцев . Изменение материально-технической базы флота потребовало создания принципиально новой тактики ведения морского боя. Первым фундаментальным трудом в этой области явилась книга русского адмирала Г. И. Бутакова «Новые основания пароходной тактики» (1863). Крупный вклад в разработку основ тактики использования минно-торпедного оружия внёс адмирал С. О. Макаров.
Под влиянием русско-японской войны 1904— 1905 решающей силой в борьбе на море во многих флотах мира были признаны линейные корабли, совершенствование которых шло в направлении увеличения количества стволов главной артиллерии, усиления бронирования и повышения скорости хода. Первый корабль, удовлетворявший этим требованиям, был построен в Великобритании (1905—06) и получил название «Дредноут» . В дальнейшем линейные корабли такого типа стали называться дредноутами и с их развитием постройка эскадренных броненосцев прекратилась. Лучшими линейными кораблями того времени были русские линкоры типа «Севастополь» (1914), на которых впервые были установлены 4 трёхорудийные башни с 12 орудиями 305-мм калибра. Принятое на этом корабле линейное расположение главной артиллерии в тактическом отношении являлось более выгодным, чем линейно-ромбическое на «Дредноуте». Для разведки, борьбы с эскадренными миноносцами противника и действий на морских сообщениях во многих странах строились лёгкие крейсера. В связи с возросшей ролью торпедного оружия большие изменения претерпел класс эскадренных миноносцев. Построенный в России эскадренный миноносец «Новик» (1913) значительно превосходил иностранные миноносцы в артиллерийском, торпедном вооружении, живучести и скорости хода. Быстрое развитие минного оружия потребовало создания минных заградителей. В 1908—12 Россия приступила к постройке первых в мире тральщиков . В иностранных флотах для траления мин приспосабливались мелкосидящие торговые и промысловые суда. Благодаря большим успехам, достигнутым в усовершенствовании двигателя внутреннего сгорания, электромоторов, аккумуляторных батарей и перископов, получило дальнейшее развитие строительство подводных лодок, которые в большинстве стран предназначались для борьбы с надводными кораблями противника в прибрежных водах и для разведки. В русском флоте они использовались также для скрытной постановки минных заграждений у берегов противника. В 1914—15 по проекту русского конструктора Д. П. Григоровича построен первый в мире военный гидросамолёт . В составе Черноморского флота были созданы авиатранспорты, каждый из которых мог принимать до 7 гидросамолётов. Значительные изменения претерпело вооружение кораблей: увеличились скорострельность крупных орудий (до 2 выстрелов в 1 мин ) и дальность стрельбы, начало создаваться противолодочное оружие, применяться радио. Военные доктрины морских держав существенных изменений не претерпели и до начала 1-й мировой войны, как и в эпоху парусных флотов, их основным положением считалось завоевание господства на море путём генерального сражения главных сил флотов. В России большое внимание уделялось ведению оборонительного боя на заранее подготовленной минно-артиллерийской позиции.
В 1-й мировой войне 1914—18 участвовали сотни надводных кораблей, подводных лодок, а на последнем ее этапе и самолётов. Линейные корабли ввиду резко возросшей угрозы со стороны применения мин, подводных лодок и других средств использовались крайне ограниченно. Их развитие шло по пути увеличения артиллерии главного калибра и толщины броневого пояса (до 406 мм ), увеличились количество и калибр зенитных орудий, скорость хода была доведена до 25 узлов, водоизмещение до 35 тыс. т . Линейные крейсера, имевшие слабое бронирование, не оправдали своего назначения, и их строительство было прекращено. Широкое применение в ходе войны нашли лёгкие крейсера, водоизмещение которых к концу войны возросло до 8 тыс. т , а скорость хода до 30 узлов и более. Кораблями универсального назначения были признаны эскадренные миноносцы, которые стали наиболее многочисленными в составе флотов воевавших государств. Их водоизмещение было доведено до 2 тыс. т , скорость хода до 38 узлов. Дальнейшее развитие получили минные заградители и тральщики. Появились специальные типы тральщиков: эскадренные быстроходные тральщики, базовые тральщики-искатели и катера-тральщики. Важную роль в боевых действиях на море сыграли подводные лодки, которые превратились в самостоятельный род сил ВМФ, способный успешно решать не только тактические, но и оперативные задачи. Установилась классификация подводных лодок, которые делились на большие, средние и малые; были созданы транспортные подводные лодки. Дальность плавания подводных лодок составляла около 5500 миль, надводная скорость около 18, а подводная 9—10 узлов, число торпедных аппаратов возросло до 6, на вооружении имелись 1—2 орудия калибра от 20 до 152 мм . Особенно эффективно подводные лодки использовались для действий на коммуникациях, за время войны они потопили около 6 тыс. судов. Серьёзная угроза со стороны подводных лодок потребовала принятия мер по защите крупных надводных кораблей при возвращении их в базу, на переходе морем и в бою. В ходе войны появились новые классы кораблей: авианосцы, сторожевые корабли, торпедные катера. Первый авианосец с взлётно-посадочной палубой был переоборудован в Великобритании из недостроенного крейсера «Фьюриес» и мог принимать свыше 4 разведывательных самолётов и 6 истребителей. Впервые в боевых действиях на море использовалась авиация. Она вела разведку, наносила бомбовые удары по кораблям и базам флота, вела корректировку артиллерийского огня кораблей. Оружием самолётов наряду с бомбами стали торпеды. ВМФ начал превращаться в объединение разнородных сил — надводных кораблей, подводных лодок и авиации, при доминирующем положении надводных сил.
