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항공모함이 등장하면서 우위를 잃었다. 전함은 크고 강력한 함포와 두꺼운 장갑판 및 수중 보호판으로 무장하고, 상당히 빠른 속도와 긴 순항거리를 갖고 있었으며, 전반적으로 항해에 적합했다.

가장 발전한 전함은 30㎞가 넘는 거리에서 목표물을 정확하게 포격할 수 있었고, 심한 손상을 입고도 좀처럼 침몰하지 않고 계속 싸울 수 있었다. 이런 유형의 전함은 프랑스의 스타니슬라 앙리 로랑 뒤퓌 드 롬이 1859년에 설계하여 완성한 철갑선 '글루아르호'에서 비롯되었는데, 전함이라는 용어는 몇 년 뒤에야 쓰이기 시작했다.

1862년 '프린스 앨버트호'는 회전포탑이 장착된 최초의 전함이 되었다. 철갑을 두른 전함은 미국 남북전쟁 때 그 가치를 입증했지만, 남군이나 북군의 전함 가운데 유럽의 새로운 전함과 같은 특징이나 항해능력을 가진 것은 1척도 없었다. 진정한 의미에서 전함이라고 할 수 있는 미국 해군 최초의 배는 1890년에 의회로부터 정식 인가를 받은 '인디애나호'와 '매사추세츠호' 및 '오리건호'였다.

제1차 세계대전이 일어나기 전까지만 해도 해군의 군비 경쟁은 전함에 집중되어 있었다. 영국이 1906년에 대포로만 무장된 전함 '드레드노트호'를 도입하면서 이러한 경쟁은 더욱 치열해졌다. 1914년에 영국 해군은 73척의 전함과 순양함을 보유하고 있었는데, 가장 큰 것은 배수량이 3만 3,000t이나 되었다. 반면에 독일 해군은 52척의 전함을 보유하고 있었다. 그러나 제1차 세계대전 때 전투에 전함이 이용된 것은 전쟁에 그다지 영향을 미치지 못한 1916년의 유틀란트 전투뿐이었다.

전쟁이 끝나자 엄청난 유지비용 때문에 이같은 소함대를 반대하는 움직임이 일어났다. 1922년의 워싱턴 군축회담은 함대규모를 급격히 감축하고 크기를 제한했으며(전함의 크기는 3만 5,000t), 건조 속도를 늦추었다. 이러한 군비축소는 제2차 세계대전이 일어나기 직전까지 계속되었다. 그후 함대규모는 다시 늘어나 영국에서는 '킹 조지 5세호'를 비롯한 4만 4,000t짜리 전함을 5척이나 만들었고, 독일은 '비스마르크호를 비롯한 5만 2,600t짜리 전함 2척을, 미국은 '아이오와호'를 비롯한 5만 8,000t짜리 전함 4척을 만들었으며, 일본은 '야마토호'를 비롯한 7만 2,000t짜리 전함 2척을 만들었다. 이는 전함으로는 역사상 최대 규모였다.

전함은 제1차 세계대전 때보다 제2차 세계대전 때 훨씬 더 많이 활약했지만, 일본이 항공모함을 이용, 진주만을 공격하면서 항공모함의 장점이 여러 모로 인식되어 전함이 바다를 제패하던 시대는 막을 내리게 되었다. 전함의 건조는 1945년에 중단되었다. 1968~69년에 미국 해군은 베트남 해안을 포격하기 위해 잠시 '뉴저지호'를 기용했는데, 전함이 전투임무를 맡는 것은 그때가 마지막이었을 것으로 여겨진다. 그러나 1982년에 '뉴저지호'는 크루즈 미사일을 비롯한 여러 가지 미사일과 새로운 유도장치 및 레이더 전자장치로 무장한 뒤 다시 취역되었다.

전함은 경비가 많이 드는 만큼의 군사적 효용성이 의심스럽지만, 100년의 역사를 통해 강철을 비롯한 여러 가지 금속의 개량을 촉진했다. 전함건조는 또한 전자장비와 조선공학의 발전에도 기여했다.→ 군함