yuwg0579
首當其衝的就是使用蓄電池，這也最直觀地回答了題主的疑惑。當潛艇在水下工作時，艇上的柴油發動機處在完全關閉的狀態，取而代之的是由艇上的蓄電池提供動力。在現實和歷史中，絕大多數的柴油潛艇都採用這種方式。該方法解決了潛艇能不能在水下航行的問題，但毛病也很多，最簡單的就是電池是有限的，用完了就給浮上來啟動柴油機充電。在平時還好，假如在被驅逐艦追的時候沒電了就很尷尬了。
還有一種方法是使用潛艇通氣管技術，簡單來說就是當潛艇在潛望鏡深度巡航時，艇內伸出一個類似潛望鏡結構的通氣管通到海面上。海面上的空氣通過這根硬質管道源源不斷地輸送到潛艇的輪機艙內，給柴油機提供賴以運轉的空氣。該方法最早由德國人運用在U艇上，其好處是潛艇不用完全浮出水面充電，在茫茫大海上找一節通氣管難度不言而喻，這就大幅提高了隱蔽性。
最後就是
不依賴空氣推進技術，即AIP。主流的AIP技術包括燃料電池和空氣內循環系統等，這類系統能夠有效提高潛艇在水下的工作時間，通常能夠達到數十天之久，這是以往常規動力潛艇所無法想象的。對於大多數無法擁有核潛艇的國家來說，採用AIP技術的潛艇無疑是夢寐以求的裝備。強武堂
柴油機在下潛的時候是不工作的，潛艇只有在水面航行才使用柴油機。下潛之後，潛艇是用電動機推進的。原因很簡單，潛艇上沒有那麼多氧氣維持柴油機工作。
常規動力裝置主要由柴油機、蓄電池和主電動機等構成。而柴油機為水面航行主要動力，水面航速可以達到15節以上，蓄電池和主電機為水下航行主要動力，水下經濟航速5節左右。潛艇水下航行受蓄電池電量的限制，常須浮出水面或在水下一定深度，使用柴油機航行，並帶動主電動機為蓄電池充電以補充電量。
但是潛艇上有一根通氣管，如果下潛深度不深，可以將通氣管伸到海面以上，維持柴油機工作，但這隻適合在低深度航行。
2003年4月，中國海軍361潛艇沉沒，沉沒前正處於半潛的“通氣管狀態”，由於當時海面風浪較大，海水從通氣管湧入，使通氣管自動關閉，但艇內發電機卻依然繼續運轉，導致兩分鐘內耗盡艙內氧氣，潛艇成氧氣降為0，70名官兵迅速窒息死亡。
還有一種常規潛艇是AIP潛艇，也就是不依賴空氣推進裝置，是目前世界常規潛艇發展的趨勢，他主要通過在潛艇上加裝液氧罐、採用化學電池、加裝自持式船用核反應堆發電裝置（這種核反應堆使用低濃鈾度，低壓力，所以功率並不大，無法與核潛艇的核動力相比，所以劃歸為AIP）等辦法，自己給自己提供空氣，明顯地減少潛艇使用通氣管航行的時間，增加了潛艇的水下續航力，降低了潛艇的暴露率，彌補了常規潛艇水下續航力不足的重大缺陷。目前，在競爭日益激烈的常規潛艇的國際市場上，沒有裝備AIP系統的潛艇，即使其他方面的性能出眾，也難再吸引買家掏腰包了。
雛菊西瓜Peterpan
潛艇兵來回答。
常規潛艇潛入水下是依靠電動機帶動螺旋槳驅動潛艇航行的，潛艇充滿電以4節的經濟航速航行可以航行2到3晝夜，如果以最高航速航行，只能續航30分鐘。
電用完了怎麼辦？當然是充電了。充電就必須用到柴油機了，柴油機帶動發動機充電。
柴油機發電有兩種狀態：一種是水面狀態，潛艇水面航行，柴油機從艦橋升降口吸氣。一種是通氣管狀態，潛艇在靠近水面的深度航行，艦橋會升起一個通氣管露出海面，柴油機通過通氣管吸氣工作。
還有常規潛艇採用AIP（不依賴空氣動力系統），採用特殊發動機以液氧為助燃劑，可以在水下航行一週以上。
我國海軍361號潛艇2003年因指揮操作不當，造成70名官兵犧牲。是潛艇兵心中最難忘的痛。
seasing1231
潛艇如果按其使用的動力來區分的話,可分為常規動力和核動力兩類,核動力潛艇就是用核做動力,因核反應堆不需要氧氣,固從理論上說核動力潛艇可無期限潛航
，而常規動力也就是柴電混合動力潛艇，並沒有題主說的單一用柴油做動力的潛艇，大家都知道柴油機做功是需要氧氣的，潛艇在水下密封狀態下，別說柴油機工作需要大量的氧氣，就連潛艇內的工作人員呼吸用氧都要用專門設備來提供。
所以，當在第一次世界大戰之前，潛艇就使用柴油機+電動機+蓄電池作為動力，當潛艇在水面航行的時候，使用柴油做動力，並且為蓄電池充電，當潛入水下，潛艇就使用電力做動力，所以不存在題主所擔心的柴油機所需氧氣的問題
無雙國史
看到一群認證為軍事研究的亂開黃腔就夠了。常規動力潛艇有一種裝置叫通氣管
上圖為U-3008潛艇的指揮塔，左邊較高的為通氣管，右面為潛望鏡。這個貨在二戰時候大規模在潛艇上運用，這是潛艇就多了個通氣管航行狀態，這個時候潛艇可以用柴油機低速航行給電池充電，並且還可以通過通氣管補充壓縮空氣。當然再潛深點超過通氣管深度後就必須柴油機停機改用蓄電池驅動電機航行了。
十八子樓明月夜
柴油潛艇只有在海面航行和淺水潛航時才會使用發動機，這時候會有一根通氣管伸到水面以提供發動機和潛艇內部需要的空氣。
在深潛時，通常由蓄電池驅動電動機，再由電動機帶動螺旋槳葉片來使潛艇前行，柴油發動機系統是不運行的。
