20世纪50年代末，美国在建造“鳐鱼”级潜艇的同时，新设计的水声设备AN/BQQ-2和“沙布洛克”反潜火箭已经研制成功。为了装备先进的反潜火箭和高性能的探测设备，为了加大潜艇的下潜深度以及减小机舱噪音和螺旋桨空泡噪音，美国海军于1958年-1967年建成了第三代攻击核潜艇“长尾鲨”级。该级艇共建造13艘。该级潜艇又称“大??鱼”级。
尺度 ：长84.9米，宽9.6米，吃水7.6米
排水量 ：水上3750吨，水下4310吨
航速 ：水上20节，水下25节以上
潜深： 300-400米
动力装置 ：反应堆为S5W压水堆，单轴，15000轴马力，采用2台蒸汽平透传动方式
武器装备： 舯部4具533毫米鱼雷发射管,装备了射程比鱼雷远的“沙布洛克”鱼雷火箭
电子设备： AN/BQQ-2型高效率综合声纳
“长尾鲨”级攻击核潜艇的首艇“长尾鲨”号于1961年服役。1963年4月10日开始大深度潜航试验。由于主机舱内海水系统强度不够，造成耐压壳破坏，导致该艇横卧海底，艇员随艇同沉，这是历史上第一次核潜艇沉没事故。1963年4月10日，美国攻击型潜艇"长尾鲨"号在波士顿以东220海里处沉没。当时，该艇正在试航，下潜到130米处时进行了压载舱的注水试验。从水下200米开始，它越往下潜，水面上收到它发来的电话声音就越模糊。不久，潜艇从水下报告："出现故障，艇首上翘，目前正向压载舱充……"话音显得十分惊慌，还没讲完便突然中断了，几分钟后，水下传来一声艇体破裂的声音，接着便鸦雀无声了。艇上129人无一生还。后来调查结论称，可能是一根海水管道破裂，导致海水大量涌入舱内，一些电线被海水浸泡和冲刷后又影响了电气系统，从而使潜艇丧失动力，坐沉海底。每类舰船事故都带有本身特有的原因，但大致可分为二类：一类是舰船结构和技术上的原因，一类是在航行条件和紧急情况下出现的原因。结构和技术上的原因是在舰船设计和制造的过程中产生的，如设计水平低就往往会使舰船的平稳性，机动性和结构强度不够，或抗爆和防火性能差。造舰中不合要求，材料、工艺等不过关，都会留下后患，导致严重事故。航行条件下发生事故，则多是舰员对舰船的性能、使用掌握得不够，或对航区的水文气象和水道测量的条件不甚了解等。紧急情况下发生事故，往往是由于舰员对具体救护措施不清楚，消防技术器材欠准备等。
“长尾鲨”号的沉没使美国海军发展核潜艇的锐气受到了挫折，推迟了“长尾鲨”同级艇的研制进度。但是，鉴于但是苏联核潜艇的力量的增强，美国海军为了保持它对于苏联潜艇部队的优势，并且针对“长尾鲨”号沉没所暴露出来的问题，建造了第四代攻击核潜艇“鲟鱼”级。
