美国海军计划从开始，通过改进潜艇功能，增加弗吉尼亚级潜艇的作战能力。这些变更设计包含一个可容纳各种有效载荷和武器、可以迅速与主艇通信和对接。这次升级，将是“第二批次弗吉尼亚级”建造计划的一部分。
SSN-774第二批次可插入多种功能任务模块，比如更多的大桶多管垂直发射装置，或者模块化的任务功能舱。同时，美国海军也打算在SSN774的艇体模块中增加垂直发射单元，以提高SSN774携带战术战斧或者新型导弹的能力。这也将进一步提高SSN774的火力打击水平，提升SSN774的多任务能力。
SSN774第二批次可以用于发射、回收无人侦察机，对岸上重要目标和作战区域进行实时侦察。并通过数据链传回到艇上，为SSN774搜集战区情报。SSN774也将装备LMRS系统，LMRS远期水雷侦察系统已经在洛杉矶级核潜艇上装备。该系统有两具533毫米的UUV，搜索速度4节可在100米的浅水区完成探雷工作。距母艇75海里处日均探测面积达35平方海里，最大作业深度达到了305米。LMRS的前视声纳系统ALSS探测精度达到了0.05-0.005度，可在沿海海底地形中搜寻探测布放的水雷。
SSN774装备的远期LMRS性能更为先进，用最新的AUV（自主式水下航行器）代替UUV，可在距母艇120海里处完成日探测50平方海里的任务，深度有可能提高到457米，声纳系统将引入SAS以提供更高分辨率的成像能力。LMRS系统的配备，意味着SSN774能够真正在水雷部署较多的浅海区域进行作战。而从远期发展前景看，配备高性能声纳的AUV也将为SSN774在浅海，进行隐蔽性更高的反潜作战提供有力手段。利用AUV的高性能声纳，SSN774可以加大反潜搜索范围，并有效降低自身的暴露率，具有很高的战术利用价值。
弗吉尼亚级的第二批次潜艇正在建造坚固的密封压力舱和武器，避免在长期任务中出现故障，从而导致进入昂贵的维修周期，进行重大改造。建造一个能够迅速适应单人任务的船舱，新潜艇将被设计成“U”形的中心部分，将允许不同的任务载荷马上去除和接入“U”形的开放部分。
弗吉尼亚级潜艇可能包括重大但分批的核心推进系统的更新，这一使潜艇推进力大大提升的改进，将令第二批次的弗吉尼亚级比前一批的推进系统性能提升30-50%。
在第二批次的第三型建造合同规定下，这一批一共建造七艘弗吉尼亚级，此合同的可以节省13亿美元的海军多年度采购预算。
这样节约下来的预算经费，令美国海军腰包鼓鼓，本着鸡蛋不能都放一个篮子里的古训，海军开始从起试图通过提高产量降低每年建造费用，在两个船厂同时开工。这样铺张浪费的举动后来引来调查委员会的强力调查，但不知道是海军后台硬还是确实这样下饺子有莫大的好处，反正调查委员会最后居然认可了海军的解释，下定论说，这样可以保证今后不论是不可抵挡的自然灾害，还是人为的战争行为，都起码可以保证两家相隔颇远的船厂，起码可以有一座不受影响，为美国保留继续建造核潜艇的能力！
好吧，有钱就是任性，美国的弗吉尼亚级就从那时起，开始下饺子了，于是我们就看到了攻击核潜艇，以一年一艘的速度下水、海试、服役。
SSN-784“北达科他号”从9月15日下水，10月25日就服役了。之后的“约翰·华纳号”于9月10日下水，8月1日服役。后来的也都是以一年一艘下水、一艘服役的节奏一直持续到现在的SSN-788号于12月29日下水，没有意外的话，将在12月左右或者年初就可以服役了。
SSN774第二批次将采用先进低阻力复合材料围壳，该围壳将一改美国核潜艇传统的机翼剖面造型，采用类似俄罗斯三元流线体围壳的外型。据估计在降低潜艇附体阻力（围壳为最大附体），改善因围壳扰动而导致的马蹄涡、翼稍涡，提高SSN774的水动力性能上会起到显著作用。与风靡一时的海狼式围壳前缘填角结构相比，先进低阻力围壳在线型上的改动幅度更大效果也会更显著。另外传统围壳上采用的钢材，也将被大量复合材料代替，围壳整体的重量将有大幅度降低，围壳的电磁隐身性能将被提高。同时因为围壳结构设计的改变，围壳内的有效载荷空间也将大幅度提高，除了在围壳内继续存放海豹部队的武器装备外，美国甚至计划在该围壳内装载海豹部队的潜航运载具。届时，SSN774对于海豹特战部队的支持也会更有力。
SSN774和海狼一样都采用了泵喷推进器，根据国内研究表明，泵喷推进器相对于7叶大侧斜桨，在6节航速时进一步降低7dB，11节航速时降低幅度达10-12dB。而且SN774利用LSV-2模拟艇，在泵喷装置上进行了大量的试验工作，推进器整体降噪效能有了进一步的提升，所以SSN774的泵喷降噪效能有可能将比海狼更为出色。SSN774的S9G自然循环反应堆是在S8G的基础上发展而来的，但考虑SSN774较小的耐压艇体直径，S9G可能难以达到海狼采用的S6W那么大的自然循环功率。低噪战术航速或许不及海狼惊人的20节，但相对于洛杉矶的8-14节的战术航速应该会有较大提升。根据SSN774的发展计划，SSN774后续批次艇上将采用汽轮机-推进电机动力模式，美国这些年也一直在发展大功率船用艇用推进电机，如果这个规划目标得以实现，后续批次弗吉尼亚艇的整体静音水平，将获得很大幅度的提高。取消了减速齿轮这一重要噪音源后，弗吉尼亚艇的静音水平会比海狼更优秀。
SSN774第二批次艇的艏部综合声纳将被大孔径共型阵LBA代替，全新研发的LBA在保持传统球型阵性能的基础上，还将大幅度提高使用寿命，并有效降低全寿命使用费用。采用LBA后因为球首阵与耐压艇体之间的连接通道等结构件被取消，SSN774的首部模块被重新设计。原本12个单独的垂直发射单元被SSGN上的大桶多用垂直发射单元代替，首部将形成一个PIM任务模块。该模块可以用重量相同的功能模块进行替换，比如在远期计划中携带LDUUV大直径无人潜航器，或者SEAL海豹的新型航行器等。这对于SSN774提高任务灵活性，扩大任务覆盖面更好的满足美国海军不同时期的作战需要非常有利。
项目办公室寻求通过提高施工效率，从而可以把生产周期压缩到24个月内的法子。提出的方法包括：降低潜艇的节段产生的数量，在各分段组装前就安装好本分段内的设备，务必在分段完工后设备安装也要同时完工。这些变化将由船厂通过改变工艺流程和增加建造设备来达到，而海军则通过合同条款来制定激励措施。美国海军预计每年节约6500万美元至1亿1000万美元。
