船舰武装
水面舰航空母舰
战争海军在雷德尔的推动下，于Z计划中预计建造2艘航空母舰，然而德国海军在使用、建造航空母舰上都欠缺经验，有不少技术和设计皆从轴心盟国的日本海军所引进（主要参考赤城号的设计）。虽然德国海军发展海军航空兵非常不顺，但仍有研制数种舰载飞机，在二次大战英德海战正激烈时，英国舰载机多远不及同期德国空军军机；但由于海军水面舰的建造计划断断续续，加上与潜艇派军官和空军总司令赫尔曼·戈林的纠纷，使许多舰载机的生产改装计划皆胎死腹中。预定建造的航空母舰分别为：齐柏林伯爵号、彼得·斯特拉号，并将配置的舰载机为战斗机（10架）：Bf 109T型或Me 155、俯冲轰炸机（20架）：Ju 87C型或E型、鱼雷轰炸机（20架）：Fi 167。之后在战争中期，德国海军还预计以其他船只改装成航空母舰，包括希佩尔海军上将级重巡洋舰的塞德利茨号（改装完后将改称威瑟号）、欧洲号、波斯坦号（改装完后改称易北河号）、从法国缴获的迪格拉塞号轻巡洋舰、格奈森瑙号客轮（改装完后改称宝玉号），以及其他商船改装的水上机母舰。最后只有齐柏林伯爵号进行过下水仪式，但还是仅完成85％且无配置舰载机（主要是因为与戈林的航空兵力分配权冲突所致）。除了德国自己的船舰外，也有于意大利投降后缴获的鹫座号与雀鹰号航空母舰，但这两艘也都未建造完成。
战斗舰
德国海军原本仅保有2艘自一战遗留的旧式战斗舰（德意志级战斗舰的什列斯威格-荷尔斯泰因号和汉诺威号），但多作为辅助舰和训练舰。在希特勒撕毁《凡尔赛条约》、签订《英德海军协定》后，开始设计允许德国建造的35,000吨级战斗舰，就是后来的俾斯麦级战斗舰。俾斯麦级共有2艘，排水量实际上超过规定（40,000吨以上），分别为俾斯麦号和提尔皮茨号。俾斯麦级是德国二战下水的唯一级别战斗舰，在美国的衣阿华级和日本的大和级下水前，她们一直是世界上最大型的战斗舰。航速最高可达29节，航程9000海浬（19节），配有8门380毫米的主炮、12门150毫米副炮。装甲侧舷可达320毫米、甲板最厚处也有200毫米。俾斯麦号和提尔皮茨号分别以汉诺威号的替代舰—F舰与什列斯威格-荷尔斯泰因号的替代舰—G舰之名开始建造，并分别于1940年8月和1941年2月服役。雷德尔于Z计划也拟定了多艘不同于俾斯麦级的战斗舰建造计划，即H级战斗舰（兴登堡级），并以H、J、K、L等代号起工兴建，该级战斗舰的主炮口径、装甲厚度和排水量（L舰满载排水量就有98,000吨）皆很高，预定作为北海突破英国舰队的主力，但因为战争过早爆发、原物料的短缺和希特勒的反对，直到战争结束都没有一艘被制造出来。
装甲舰、战列巡洋舰和重巡洋舰
在俾斯麦级的设计尚未出现前，德国海军因为条约的限制而设计建造了3艘德意志级装甲舰，它们拥有战斗舰的火力和巡洋舰的排水量，并以电焊来减轻舰身重量、使用柴油引擎和轻装甲，配有6门280毫米主炮、8门150毫米副炮，最高航速可达26节，其火力比重巡洋舰强、航速比战斗舰快，是良好的水面破交舰。原本预计还要再建造2艘，但因为法国建造了专门应付德意志级的敦刻尔克级战列舰（航速最快到32节，配有330毫米主炮），便开始设计新型主力舰，原本先设计了D级装甲舰，并预计建造2艘，但后来被沙恩霍斯特级所取代。沙恩霍斯特级结合了一战来不及完成的麦肯森级和德弗林格尔级的设计，最后建造完成的共有2艘，为沙恩霍斯特号和格奈森瑙号，分别于1938年5月和1939年1月服役。其最高航速可达33节，装甲则超过战列巡洋舰、火力则与战列巡洋舰相同，配有9门280毫米主炮（原预定要换成380毫米的火炮，但因战争过早来临而取消）、12门150毫米的副炮，可以说是德意志级装甲舰的强化型，同时也有舰种划分的争议，介于战斗舰和战列巡洋舰之间；德国海军之后还发展出O级战列巡洋舰和P级重巡洋舰，并预定在Z计划中建造，但这2种级别没有一艘完成。除了以上主力舰外，因为《英德海军协定》允许德国拥有更多军舰，德国海军也开始规划了重巡洋舰的建造，建造了2艘希佩尔海军上将级（之后又扩增到5艘），拥有8门203毫米主炮、12门105毫米副炮，并拥有颇高的发炮速度和厚重的装甲。
轻巡洋舰、驱逐舰
德国海军在国家海军时期第一艘新建造中型军舰就是轻巡洋舰恩登号，其他还有2种级别—柯尼斯堡级（又称K级）和莱比锡级。恩登号的设计与一次大战的形式极为接近，配有8门150毫米炮（其中有4门位于舰身中线），主要用于训练和布雷等次要任务。柯尼斯堡级则为恩登号更进一步的设计，火力加大到200毫米，并大幅提升了续航力；该级的3艘同型舰有2艘即在战争前期就沉没。而最后的莱比锡级则是柯尼斯堡级的改良版，武装和防护能力相同，但续航力和引擎出力进行了改良。1939年还有要建造6艘新型的M级轻巡洋舰，但被取消。驱逐舰方面，因为条约的建造限制，德国以加大吨位强化其战力的做法比其他盟军都来得早，尽管二战中德国的驱逐舰现代化程度远高过其他国家，但本身仍具有一些问题，如：在恶劣或潮湿的天气气候中，高压蒸汽涡轮引擎不稳定且续航力极短等。虽然在后期改善不少，但随着入侵挪威的重创以及希特勒决定将德国海军的建军核心移往U艇部队后水面舰的地位就没有多大影响。在二战爆发后，大多数驱逐舰部队投入英国海岸附近的通商航道布雷任务和为德国船团护航，其后也未建造新舰。德国驱逐舰由建造年作为级别名称，1934年级，到了1936年级后船名全部以Z开头，后面加上数字编号命名。此外在Z计划中曾预计建造一种大型的驱逐舰（也算是轻巡洋舰），为搜索巡洋舰，以攻击商船和侦查为主要任务，但没有一艘建造完成。
鱼雷艇、S艇、伪装巡洋舰
德国在一战战后建造新式驱逐舰前，就已有数量众多的鱼雷艇，它们拥有一定的战斗能力，并在原本就为数不多的水面舰队里担任了辅助性的角色，如在北海布雷和拦截敦刻尔克撤退的船只、威瑟堡作战和海峡冲刺作战。德国从威玛共和国时期到二战结束前后共建造51艘鱼雷艇，主要是国家海军时期的狼级和海鸥级鱼雷艇，以及于30年代中后期开始建造的现代化T级鱼雷艇，到战争结束时全部仅剩12艘幸存，有些甚至服役到1950年代中期。德国还拥有大型鱼雷艇—S艇，在战争中先后担任了扫雷、布雷、护航和攻击的任务，德国于战争期间总投入249艘S艇，共有157艘被击沉或自沉，剩余92艘分给战胜国。在二战中共有9艘德国轻型商船被改装成伪装巡洋舰，用来进行破交战，拥有极佳的续航能力，与一战英国的反潜改装商船—Q艇相同，在外形上与商船无异但拥有强大的火力，拥有150毫米舰炮、鱼雷发射管、水雷和侦察机，善于伪装成其他中立国的船只、放出假信号干扰敌人。1940年到1941年，于大西洋、印度洋、澳大利亚南部海域和南太平洋攻击商船。从1940年3月开始至战争结束，这些船舰共击沉了近150艘各式船只（商船、渔船、油轮和少量帆船）。
潜艇（U艇）
由于船舶建设工程局的研究，德国潜艇并未落后国际，同时也在该机关中设计了二战爆发后的主力潜艇。主要使用的有II级、VII级和IX级潜艇，另外还有数量不多的I级、X级（布雷用）、XIV级（补给用）、XXI级和XXIII级。II型潜艇是由一战的UB型潜艇改良而来，原设计目的为训练舰，但在大战爆发潜艇数量不够时也被赋予作战任务。VII级潜艇为整场战争中德国潜艇部队的主力，尤其是VII级C型自1941年后的生产一直没停过。IX级潜艇为I级潜艇改良而来，适合远洋长期作战，作战范围可到太平洋，每艘IX级B型击沉吨位数都达到了10万吨。另外在战争后期，德国开发了绝气推进的XVII级潜艇，还有通气呼吸管和新型引擎的XXI级和XXIII级，以往潜艇水下航速都不过10节，但XXI级和XVII级则分别为17节和25节，且可以以12节到14节航速潜航10小时，能有效对抗盟军的海上巡逻机。战后它们成为现代潜艇设计的原型，特别是苏联的W级潜艇。德国在整场战争中投入了1162艘各种类型的潜艇、以各种形式沉没者共有785艘，还有156艘向盟军投降。水面舰艇共击沉246艘潜艇、岸基飞机击沉245艘、舰载机击沉43艘、飞机和船舰合作击沉50艘、盟军潜艇也击沉了21艘。共有32,000名潜艇人员阵亡。德国在战争期间还有开发出数种袖珍潜艇，其中有像黑人型袖珍潜艇者，制造了200多艘于战争中使用。战争里德国潜艇除了执行攻击商船的任务外，也会担任运输和与日本交换物资的船只工作。另外还有曾研究能够发射V-2火箭的火箭潜艇计划，但没有完成。
鱼雷
第一次世界大战战败后，由于船舶建设工程局引进国外技术，使德国的鱼雷科技并未停止发展。然而在战争初期，德国海军的鱼雷性能极差，常有引信失效、发射航道偏移、发射后会下潜等问题。邓尼兹对鱼雷表现写道：“连这些静止的船只都打不中，这简直根本不可能的。我们潜艇部队发现触发引信和磁引信都不能正常工作。实际上，潜艇等于没有任何的武器。……鱼雷已在很大程度上不适应前线作战，这是自战争爆发以来影响潜艇部队斗志的最大问题，也严重削减了他们的战果。在发射出去的鱼雷中至少有25％失效，而其中又有40％是鱼雷本身的问题。”。在1940年初德军在威瑟堡行动中使用的G7a鱼雷还被称作“窝囊的鱼雷”，也因此邓尼兹成立“鱼雷调查会”进行改善，由奥斯卡·库末兹和技术专家调查其失灵原因，后来发现磁引信的失灵可能是因为挪威地区地球磁场的关系或挪威铁矿造成的、航行异常的问题则是因为控制鱼雷鳍片的阀门受到潜艇潜浮的压力变化所致。邓尼兹后来命令所有鱼雷换下磁引信，改用触发引信。而其拥有的下沉问题，导致对吃水浅的敌船无法造成伤害，包括潜艇天敌—驱逐舰。邓尼兹后来命令潜艇部队在北纬62度以北作战的潜艇要混用磁引信和触发引信，舰首4个鱼雷发射管有3枚是触发引信、1枚磁引信，攻击吃水深船舰只使用触发引信、攻击吃水浅者则使用2枚鱼雷，两种各一，为避免磁引信鱼雷提早爆炸引爆触发引信鱼雷，要相隔8秒再射第2枚。然而触发引信也有问题存在，直到1940年6月鱼雷问题才全被解决,但引爆威力被大幅减小，以往1枚鱼雷所能造成的伤害变得需要2枚才能完成，加速了潜艇部队鱼雷的消耗量。后来德国海军又相继研究数款鱼雷，包括电动而无航迹与噪音，增添潜艇隐蔽性的G7e鱼雷、追踪声音的制导鱼雷—鹪鹩式鱼雷等。其他还有飞机、袖珍潜艇和鱼雷快艇等特定载具专用的鱼雷被开发出来。G7e鱼雷后也成了美国海军马克18鱼雷的设计基础。
疏忽与失败过少的战争资源和错误的应用方式
战争海军在二战中的失败是由于许多不同的因素，包括世界大战爆发过早，使得错估开战时间的雷德尔Z计划近乎停摆，而邓尼兹早已预料战事的到来并加速推动潜艇的生产时，海军的巨大资源已花费在造船厂建造各艘战列舰，因此建造快的潜艇与建造慢的水面舰队德国海军皆未拥有；同时，德国海军战略因为过度受到魏格纳“交通战”理论影响，使得原本数量就已经很少的水面舰队在战争前期所分配到的任务为分开攻击商船，其效率非常低，也未曾考虑过集中施行存在舰队的应用，其单舰突击的作战方式也就导致了俾斯麦号的沉没；此外，德国海军军官高估了分散攻击的效力，也低估英国护航系统的弹性与军事实力。德国海军与分配战争资源的戈林上也有着冲突，该人又身兼空军总司令一职，为德国海军在海空作战与航空母舰的开发上有极为不良的影响。
武器与装备上的限制
在大西洋海战逐渐由潜艇主导的同时，盟军无论是在护航体制还是武器装备上都在不断演进，包括无线电测位网、新型深水炸弹、反潜迫击炮、新型雷达、探照灯、高频率测向仪和支援群的应用。支援群弥补英国早期护航兵力不足，在驱赶德国潜艇后往往不能将其击沉就回到船团的情况，反而有余力击沉德国潜艇。同时支援群中的护航航空母舰因为配有长程飞机，可弥补陆基飞机所不及的“空隙处”，使续航力不长的潜艇浮出水面时不断受袭，且盟军压倒性的生产力更将此问题放大。战争期间德国潜艇在对盟军的科技优势上也未作到实质的反制，潜艇在水面航行速度仍比水下来的快、德军设计用来躲避雷达的美托装置也无法应付盟军的搜索手段、早期德军设计潜艇用加强舰炮的错误方式来反制盟国空军、后期开发的制导鱼雷也被福克瑟音响机所破解，德军最优秀的潜艇科技—通气管式潜艇的开发与服役过晚、还有缺乏海军航空兵与航空母舰等。邓尼兹直到1943年战局逆转时才开始命令属下研制新型武器，未即时争取到科技优势。
并未取得决定性胜利
纵使德国海军在整场战争中多是扮演牵制和辅助性的角色，它也错过了几次少有的决定性战役，如在敦刻尔克战役中剿灭盟军部队或是在其撤退途中即时组织进行对英登陆作战。潜艇在战争初期也一直未有足够的数量实行狼群战术，特别是在英国还在为护航制度犹豫且空军飞机数量不足之时，之后又因为分散到各不同的战场而未有集中使用，例如像印度洋、太平洋和非洲大陆东岸等对战略全局影响不大的地方。其他还有初期鱼雷问题、恩尼格玛密码机的破解，导致吨位战的差距增大，没有即时弥补，而盟军生产力不断地上升，这个差距也逐渐增加。
