Die Boote der Trafalgar-Klasse wurden 1978 als Ergänzung zu den U-Booten der Swiftsure-Klasse geordert. Ihre primäre Aufgabe sollte in der Verfolgung und Bekämpfung sowjetischer U-Boote und Kriegsschiffe liegen. Nach dem Ende des Kalten Krieges wurden die U-Boote zunehmend als Eskorte für britische Konvois eingesetzt. 1999 wurde die HMS Trafalgar als erstes U-Boot ihrer Klasse für den Einsatz von Tomahawk-Marschflugkörpern umgerüstet. Diese wurden erstmals während des Afghanistankrieges eingesetzt. Auch während des Irak-Krieges 2003 waren zwei U-Boote der Trafalgar-Klasse im Persischen Golf im Einsatz. Die Hauptaufgabe der U-Boote liegt dennoch auch weiterhin in der Aufklärung und dem Geleitschutz für britische Kriegsschiffe, insbesondere für die Flugzeugträger der Invincible-Klasse.
Die U-Boote werden von einem PWR1-Druckwasserreaktor angetrieben. Im Gegensatz zur Swiftsure-Klasse, die von einem herkömmlichen Propeller angetrieben wird, verfügt die Trafalgar-Klasse über einen sogenannten Düsenringpropeller, der bei gleicher Geschwindigkeit deutlich langsamer dreht und somit erheblich leiser ist. Bei der Trafalgar wurde dieses Antriebssystem später nachgerüstet, da es während der Konstruktion des Bootes noch nicht zur Verfügung stand.
Seit 2001 werden die jüngsten vier U-Boote der Trafalgar-Klasse auf den neuesten Stand der Technik gebracht. Hierbei wird das bisherige Sonar Type 2020 gegen das hochentwickelte Type 2076 getauscht. Mit diesem sind die U-Boote in der Lage ein Objekt auf eine Entfernung von über 100 km zu orten. Durch eine Modernisierung des Antriebs soll die Geräuschentwicklung weiter reduziert werden. Den Kern des Programmes bildet die Ausrüstung mit moderneren Leitständen und Kommunikationseinrichtungen. Insgesamt kostet die Umrüstung der vier U-Boote ca. eine Milliarde Euro.
Durch die Modernisierung soll die Trafalgar-Klasse ähnlich leistungsfähig werden wie die Astute-Klasse, die seit 2010 in Dienst gestellt wird. Sie wird bis 2022 die sieben U-Boote der Trafalgar-Klasse ersetzen. Zwischen 2019 und 2022 sollen die verbliebenen U-Boote außer Dienst gestellt werden.[3]
Die Klasse war zunächst drei Jahrzehnte in Devonport beheimatet. Die beiden jüngsten noch aktiven Boote sind seit 2019 bzw. ab 2020 in Faslane-on-Clyde stationiert.[4]