十五世纪末，主要是两个领域的技术进步产生了最初形态的战列舰:一是冶金技术的提高使前装滑膛炮逐渐成为一种可靠的武器;二是航海技术的发展使人们能够建造较大的船只，以风力而不是人力航行。于是出现了装备许多火炮的大帆船，海战的战术随之发生了剧烈的变革，不再依靠原始的接舷肉搏，代之以远距离的炮击。船的艏艉设计较为狭窄，一般只能安装一两门轻炮，主要的火炮一般装在战舰的两侧，通过两舷开设的炮孔射击，这种安排直接影响了海战战术:侧面对着敌人排成首尾相接的一列长队，比较利于一支舰队发扬火力，这样每条战舰都有一半的火炮能对敌射击。较小的军舰从此不能投入主要的海上战斗，而只能担任巡逻和侦察这样的任务，因为舰队的威力在于战舰排成连贯的长队，就象一根链子，连接部分如果薄弱，整个链条的力量就不会太强。第一次英荷战争(1652-1654年)期间发布的《海上作战条令》明确的把纵队定为海军作战时的标准队形:"各分舰队的所有战舰都必须尽力与其分队长保持一线队列前进……"。 在这以后，为了增强火力，有一段时间风帆战列舰曾经在船尾军官住舱进行改装，使其战斗时将所有家具撤出后可以放置火炮。

在以后的一个半世纪里，战列舰的外观和战术都没有发生很大变化，舰队的行动完全依赖风力，机动能力有限，在交战双方实力量相差不多的情况下任何形式的集中兵力都十分困难，海战变成平行航向的两支舰队之间冗长的交火，往往不能出现决定性的战果。

伊丽莎白时代的约翰·霍金斯爵士看到了这一点。他降低了艏艉楼，尤其是艏楼的高度，同时还用方形的船艉代替原来圆形的船艉。这样的新设计船型相对狭长，航速较快，在逆风中操纵性极佳。西班牙帝国无敌舰队的威风凛凛的"卡拉克"型帆舰也因为操纵性不佳，在1588年7月的海战中败给了英国以吨位较小的"盖伦"型风帆战舰为主力的舰队。这次海战标志着西班牙海上霸权的衰落与英帝国的崛起。

"盖伦"型船的巨大成功使得它在帆船时代结束之前一直是军舰，包括战列舰的设计标准。其中，对适航性与火力的要求是压倒一切的条件，以便在战斗时抢占有利阵位，发挥优势火力。17世纪，英荷战争中的主力帆舰均为清一色的低舷、横帆、两舷装备加农火炮，多艘这样的舰只排成一个长列以发挥两舷的火力优势。这也是"战列舰"这一名称的首次被使用。

随着造船技术的发展，帆船战舰也日趋完善。英王查理一世时，由造船大师彼得.佩特建造的"海上主权"号的吨位已达到1500吨，长232英尺(约70米)。造船所需的栎木超过了肯特和苏塞克斯附近森林所能供应的数量，木材必须从400英里以外的诺森柏兰运来。舰上有104门火炮。(20门60磅， 8门30磅，32门18磅，44门9磅)舰上装饰奢华，雕刻精细，是当时造船工业的结晶，为世人所惊叹。

到了19世纪，随着工业革命的发展，钢铁冶炼技术和造船技术不断进步。特别是蒸汽机出现，动力出现了飞跃性的进步。1849年，法国建造出世界第一艘以风力为主要动力装置，蒸汽机为辅助动力装置的战列舰--"拿破仑号"。到了1873年，法国建成"蹂躏"号战列舰，该舰已废除使用风帆的传统，成为世界海军史上第一艘纯蒸汽动力战列舰。风帆战列舰逐步退出历史的舞台。至今只有英国的"胜利号"和美国的"宪法号"称为世界上仅存的风帆战列舰。