Tàu ngầm lớp Soryu cũng không phải là ngoại lệ. Nó được thiết kế dựa trên mẫu tàu lớp Oyashio, và hai loại tàu này hiện là xương sống của toàn hạm đội tàu ngầm gồm tổng cộng 22 tàu của Nhật Bản.
Mỗi tàu lớp Soryu đều có những thiết bị tự động hiện đại, mỗi tàu chỉ cần 9 sĩ quan và 56 thủy thủ để vận hành, ít hơn so với các mẫu tàu ngầm trước đây của Nhật Bản 10 người.
Một tàu ngầm lớp Soryu của Nhật Bản
Với lượng giãn nước 4.200 tấn, 9 tàu lớp Soryu hiện là tàu ngầm lớn nhất do Nhật Bản chế tạo kể từ thời hậu Thế chiến II. Mỗi tàu có chiều dài 84 m và rộng gần 8,5 m. Tàu có tầm hoạt động tối đa lên đến 6.100 hải lý và có thế lặn sâu tối đa 650 m.
Tàu lớp Soryu có đuôi hình chữ X nhằm nâng cao khả năng xoay trở khi lặn dưới lòng biển. Nó cũng cho phép tàu có thể dễ dàng di chuyển trong các vùng biển nông gần bờ, đặc biệt là các eo biển quanh Nhật Bản.
Mỗi tàu lớp Soryu đều có một hệ thống radar ZPS-6F chuyên dò tìm các vật thể trên không. Dù vậy, tàu vẫn chủ yếu sử dụng hệ thống sonar Hughes/Oki ZQQ-7 được lắp đặt ở mũi và hai bên tàu. Tàu ngầm cũng có một hệ thống sonar kéo theo để phát hiện sóng âm từ đằng sau.
Tàu lớp Soryu có 6 ống phóng ngư lôi rộng 533 mm ở mũi. Tàu sử dụng ngư lôi định vị mục tiêu Type 89 có tầm bắn 27 hải lý và hoạt động được ở độ sâu 900 m. Ngoài ra tàu còn có tên lửa UGM-84 Harpoon phóng từ tàu ngầm do Mỹ sản xuất.
Theo một số nguồn tin không chính thức, tàu có thể mang theo tối đa 30 tên lửa và ngư lôi các loại thay vì 20 như các tàu thế hệ trước của Nhật Bản. Tàu cũng có chức năng gài thủy lôi ở các địa điểm trọng yếu.
Tàu Soryu được bảo vệ rất chặt chẽ khi chúng được lắp đặt các thiết bị điện tử gây nhiễu ZLR-3-6 và hai ống nhỏ nhằm phóng các thiết bị sóng âm để đánh lạc hướng đối phương. Tàu còn được bao bọc bởi các lớp kim loại đặc biệt nhằm giảm bớt gây ra sóng âm cũng như giảm tiếng ồn mà tàu ngầm phát ra.
Động cơ của tàu lớp Soryu cũng là một đặc điểm rất đáng chú ý. Với 12 động cơ diesel Kawasaki 12V 25S và một động cơ điện Toshiba, tàu có thể di chuyển với tốc độ 13 hải lý/giờ khi nổi và 20 hải lý/giờ khi lặn.
Mỗi tàu còn có 4 động cơ đẩy không phụ thuộc không khí Stirling V4-275R Mk, cho phép tàu có thể hoạt động dưới biển trong vòng tối đa hai tuần.
Dù vậy tàu Soryu không hề hoàn hảo, khi trong cuộc đấu thầu cung cấp tàu ngầm quân sự cho Úc, tàu bị chỉ trích khi có tầm hoạt động khá ngắn.
Với tầm hoạt động 6.100 hải lý, nó có thể bảo vệ vùng biển quanh Nhật Bản. Tuy nhiên, Úc muốn có một loại tàu ngầm có thể hoạt động đường dài, và tàu sẽ phải mất một lần dừng lại tại một hoặc nhiều cảng biển nước ngoài.
Thêm vào đó, nếu Úc chấp nhận mua tàu lớp Soryu, Nhật Bản sẽ phải cải tạo lại thiết kế tàu Soryu, kéo dài chiều dài của nó từ 6 đến 8 m để cho phép các thủy thủ Úc có thể sinh hoạt trên tàu. Đây là một trong những bất lợi của tàu ngầm lớp Soryu so với các mẫu tàu khác mà Úc đang xem xét.
Mặc dù là một mẫu tàu khá lợi hại, song chắc chắn Nhật Bản sẽ thiết kế và phát triển một lớp tàu mới nhằm thay thế tàu lớp Soryu trong tương lai. Nhật Bản đang xem xét chế tạo các tàu ngầm không người lái và đang nghiên cứu các thiết bị truyền tín hiệu dưới biển không dây để lắp đặt cho các tàu này.