在服役過程中，7艘“特拉法爾加”級的艇載系統也進行了不同程度的多次升級。比如，原有的2001型艇殼低頻主/被動聲吶系統，就先後被普萊西公司的2020型、普萊西公司的2074型和泰利斯水下系統有限公司的2076型替換，2076型集成了1套大孔徑舷側陣聲吶、1套長達400米的拖曳陣聲吶、1套共形艇艏聲吶和1套專用的多點截聽陣列聲吶。
“特拉法爾加級”的2007AC型艇殼舷側陣低頻被動聲吶，後替換為馬可尼公司的2072型，用於遠程探測和目標定位系統；通用電氣公司聲學分部的2026型拖曳陣列極低頻被動聲吶，後替換為費倫蒂公司的2046型，它包括2046型處理和顯示設備；湯姆遜·辛特拉公司的2019型艏部被動測距與偵察聲吶，後替換為索恩電子公司的2082型聲吶。
2046型高頻主短距識別聲吶，後替換為馬可尼公司的2077型；特拉法爾加級在換料大修期間將費倫蒂/格雷沙姆/道梯公司的DCB/DCG戰術數據處理系統，改裝為新型的道梯-賽瑪公司的SMCS戰術數據處理或潛艇指揮系統，英國宇航公司的“塞曼”11號數據鏈，並在艇上設置了UAP電子戰支援措施，包括雷達告警接收機和被動偵察系統，提供超視距目標數據。
SMCS潛艇指揮系統包括4個控制檯，可提供一體化的戰術圖像和武器管理功能，使用了混合式數據處理體系結構，控制檯使用了SPARC20處理器，為與206聲吶系統結合，還採用了多用新型的操作員輔助工具，包括具有自適應能力的系統裝載和聲吶數據交換管理工具，以及半自動的新型圖像編輯輔助工具。
SMCS的控制檯是一個集中式、一體化的戰術圖像顯示器，具有6個平板顯示屏，指揮人員能同時訪問和監控來自多個戰術武器系統的信息。特拉法爾加級艇上最初裝有CK35搜索和CH85攻擊潛望鏡，後換裝為CH-51搜索潛望鏡和CK-91攻擊潛望鏡，之後又升級為皮爾金頓公司的CK34搜索光電桅杆和CH84或CM010攻擊光電潛望鏡……
總之，“特拉法爾加”級的武器裝備和艇電系統並不是一開始就完全具備的，而是自服役以來進行多次現代化技術改進和升級，這表明英國對攻擊型核潛艇這一艦種的認識已經達到了一個相當成熟的程度。
雖然“特拉法爾加”級沒能趕上馬島戰爭，但“特拉法爾加”級也並非是從未經歷過戰火洗禮的新手，在伊拉克戰爭和西方國家對利比亞的干涉中，“特拉法爾加”級就多次發射潛射導彈對北約行動進行支援。不過，“特拉法爾加”級在服役過程中，也發生了多次事故。
比如，2000年，“不倦”號核潛艇甲板上發生故障；同年，在直布羅陀海峽，該潛艇通往核反應系統的管道發生了洩漏，花了一年時間進行修理；2003年，“不懈”號在海底撞上某個東西，再次進行修理；2007年3月21日，“不倦”號在北極附近冰層下和美軍潛艇進行聯合軍事演習時，核潛艇前部船艙突然發生爆炸事故，造成兩人死亡，一人重傷，隨後撞破北極冰層緊急浮出海面。
2013年4月，德文波特造船廠的“鋒利”號在外部進行焊接工作時，保護覆蓋物“小規模”起火，按照正常程序，疏散的海軍船員和承包商工作人員約有55名。在消防隊到達前，一名海軍人員在5分鐘內把火撲滅。此次事件沒有人員受傷，潛艇也沒有受到損壞。
今天，皇家海軍的戰鬥序列中仍然保有3艘“特拉法爾加”級，她們分別是第二批次的“巖灣”號、第三批次的“天才”號與“凱旋”號。“巖灣”號1987年開始服役，原定2015年退役，但後來經過額外維修，延長服役期限到2022年；”天才”號1990年開始服役，預計2021年退役；“凱旋”號1991年開始服役，定於2022年退役。另外，1989年服役的第三批次“鋒利”號雖然預定於2019年退役，但直到本文成稿時仍然在皇家海軍的“帳面”上”掛著”…….
縱觀冷戰中的皇家海軍攻擊型核潛艇，體現了一種有趣的維承性設計思路。即艇體線型和壓水堆裝置只進行了非常有限的修改，或是基本保持不變，但在艇載設備和軍械繫統方面始終不斷地進行小步快跑式的改進，同時在一些技術前沿領域也進行了大膽且果斷的嘗試——－如消聲瓦技術和泵噴射推進技術在“快速”級上的試用，以及隨後在“特拉法爾加”級上正式應用，都開技術風氣之先河。
正是這種作法，令冷戰中的皇家海軍始終保持著一支規模適當、技術先進的“水下無畏艦”艦隊，以較低的成本，維持了最起碼的全球性海權爭奪能力。
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