大型高速潜艇概念（代号K级潜艇）是英国海军部1913年提出的，这种高速潜艇应当伴随主力舰队与德国“公海舰队”进行决战。根据英国军事理论家制订的作战计划，高速潜艇将可以超越德国舰队的后卫舰船，伏击即将脱离战场的德国战舰。然而，要达到这样的高航速，以当时的技术水平，潜艇必须通过配备蒸汽涡轮机来实现。

1914年，这个项目被暂时中止，英国皇家海军两艘柴油机潜艇“剑鱼”号和“鹦鹉螺”号刚刚完工，按照计算数据，应该可以满足高速潜艇的指标。1915年两艘新型潜艇经过测试，并没有展现出应有的性能，英国海军部再次回到K级潜艇的原始设计上，特别强调航速要达到21海里。这样的指标决定K级潜艇必然配备蒸汽涡轮机。1915年9月，英国海军部以每艘34万英镑的价格订购21艘K级潜艇。

K级潜艇的水面排水量达到1980吨，水下排水量2560吨，全长103米。配备两台10500马力的重油水管锅炉，每个锅炉都连接Brown-Curtis或Parsons品牌的蒸汽轮机。还配备4台用于水下航行的电动机，每台1400马力，另外还配备了一台800马力的维克斯柴油发动机用于充当备用动力。最大水面航速达到21节，水下航速7节，最大水面续航力10800海里。

K级潜艇配备8具457mm鱼雷发射管，2门102mm和1门76mm火炮。最初，在围壳内还有一座可旋转方向的双管457mm鱼雷发射管，但在后来的改进中拆除了。潜艇共59人，其中军官6人。

1915年订购的21艘K级潜艇由多家造船厂共同建造，朴茨茅斯造船厂3艘、维克斯8艘、德文波特2艘、阿姆斯特朗-惠特沃思4艘、费尔菲尔德2艘、斯科特1艘、比尔德莫尔1艘。21艘K级潜艇只有17艘完工，最后4艘被取消改装成M级。不幸的是， 1917年1月19日K13潜艇在试航中沉没，成为K级潜艇系列悲剧中的第一个。该潜艇于1917年3月被打捞出水，改装成K22。

1917年K1与K4在丹麦海域巡逻时相撞，K1沉没。1918年1月31日，英国舰队奉命前往北海执行战斗任务，全程单列纵队航行并进行灯火管制。K14为躲避一艘小艇时与K22相撞，由于后续军舰无法获知前方发生的事故，“不屈”号战列巡洋舰撞上K14。K17为救援K14被潜艇编队旗舰“勇敢”号轻巡洋舰撞成两截迅速沉没，接着K6又将K4撞沉。7艘军舰连环碰撞事故，K级潜艇沉没、重创各两艘。

1921年1月20日，K5在比斯开湾的演习期间沉没，原因不明。1921年6月21日，K21在朴茨茅斯附近海域沉没。K级潜艇在短短两年的服役期内，共沉没5艘，没有一艘是因为战斗，全是因为事故。另外还有K12，K13和K16因为机械故障提前退役。K级潜艇唯一的“技术性战绩”是K7潜艇创造的，该艇的艇员称其发射的一枚鱼雷击中了一艘德国潜艇，但鱼雷没有爆炸。

另外，改进型K级潜艇与1917年开工，计划建造6艘（K23～K28），但只有K26完工，其余都在建造过程中拆毁。K26结构进行加强，457mm鱼雷发射管改装成530mm型。水面排水量增加到2170吨，最高航速下降到20节。K26非常成功，一直服役到1930年，因为国际条约的签订而被拆解。