전항에서 서술한 것과 같이 가토급은 탬버급의 설계를 계승한 것인데 함내용적의 증대와 복원성을 고려하여 전장을 1.5m연장하여 결과적으로 약간 함형이 커졌다. 디젤기관의 마력에선 일본의 I-176에 비해 뒤쳐졌지만 기관은 컴팩트하게 정리되어 정비성이 뛰어났으며 언제나 쉽게 최고속도를 낼 수 있는 등 신뢰성도 높았다. 단 일부 함에선 탑재될 기관의 생산이 늦어서 취역을 서두르기 위해 약간 뒤떨어지는 기관을 탑재하고 취역했는데 정비성이 떨어졌고 진동도 심해서 모든 함의 오버 홀을 할 때 교체하였다.

선체구조도 개정되었고 안전심도가 91m로 증대되었다. 기타 조수능력, 거주성(샤워실이 2개소에 존재했다.), 전기계통 제어 등 많은 점에서 동시기의 이호잠수함을 능가했다. 또 항속거리와 연료탑재량은 탬버급과 실질적으로 변함이 없다. 대량 건조를 촉진하기 위해 태평양전쟁 개전 후에 대규모 설계변경이나 선체계수를 금했는데 전훈에 기초한 개수 및 성능에 차가 없는 부분의 생략이라는 개수는 순차실시되었다. 또 함교구조의 디자인도 일렉트릭 보트사 설계 디자인과 포츠머스 해군조선소 또는 메어아일랜드 해군조선소 설계의 디자인과는 차이가 있다. 좀 더 알기 쉬운 것은 후부의 디자인으로 위에서 보아 후부가 둥글게 되어있는 것은 일렉트릭 보트사의 설계이며 각져있는 것이 해군조선소 설계의 함교이다. 함교 구조는 전훈에 의해 볼록형으로 개장되었는데 이 때도 잠망경 지지기나 견시대 구조의 디자인이 설계에 따라 다르다.

어뢰발사관은 탬버급에 이어서 앞 부분 6문, 후부 4문 계10문의 장비이며 어뢰탑재수 24발, 기뢰탑재수 40개도 탬버급과 동일하다.

갖추고 있는 포는 취역 당초엔 탬버급이나 그 이전 함급과 마찬가지로 3인치포를 장비하고 취역했는데 이 포의 위력이나 평판이 좋지 않았던데서 도중에 S급 잠수함 등에 탑재되어있던 4인치포로 교체한다. 포는 기본적으로 앞부분이나 후부에 탑재되었다. 앞부분에 탑재하는 의미로서는 목표에 접근하면서 쏜다는 것이고 후부에 탑재하는 것은 승조원이 함교에서 나와 바로 배치할 수 있도록 배려한 것이다. 

기총도 당초엔 12.7mm기총을 탑재했는데 이것도 점차 엘리콘 FF 20mm 기관포로 강화되어갔다. 수상무장의 거듭되는 강화는 후술한다.
가토급 잠수함의 대량 건조를 위한 대규모 선체개수를 실시한 것은 언제인가?
태평양전쟁 개전 후