Самым главным недостатком турбины Вальтера была ее неэкономичность — парогазовая силовая установка потребляла в 25 раз больше топлива, чем обычный дизель. Между тем в Германии существовал острый дефицит перекиси водорода, необходимой для заправки баллистических ракет V 2 и других ракетных систем армии и ВВС — по этой причине немцы не смогли позволить себе даже выпуск великолепных парогазовых торпед «Штайнваль». Наконец, конструкция лодки оказалась сложной, нетехнологичной и дорогостоящей. Поэтому, уже в ноябре 1942 года ранее одобренную Гитлером программу строительства лодок с турбинами Вальтера свернули, а предполагавшуюся закладку лодок улучшенных серий XVIIB2, В3, G и К отменили. Главную ставку теперь сделали на «электроботы» — океанские подлодки XXI серии.
Их проект разработал профессор Ольфкен (Olfken), работавший в КБ фирмы «Gluckauf». Он представил свой проект в апреле 1943 года под рабочим наименованием «Elektroboot» («Электрическая подводная лодка»). Новая лодка имела габариты и водоизмещение, сходные с большими подлодками IX серии, но обладала гораздо лучшими тактико-техническими характеристиками. Правда, надводная скорость 15,5 узлов (под дизелем) на 2–3 узла уступала практически всем подлодкам более ранней конструкции, но это не имело особого значения. Впервые полная скорость подводного хода (17,5 узлов) оказалась выше надводной. На такой скорости подлодка могла двигаться в течение 4 часов (вместо 1,5 часов со скоростью 8,5 узлов для лодок IX серии). Этого было более чем достаточно, чтобы атаковать вражеские корабли и оторваться от преследования кораблей ПЛО. Экономическим 4-х узловым ходом она могла двигаться 72 часа (либо 48 часов 6-и узловым). Таким образом, экономическим ходом «электробот» проходил 288 миль, по сравнению с 63 милями лодок IX серии. С поднятым шнорхелем (устройством для работы дизеля на перископной глубине) скорость составляла 12 узлов. В таком положении лодка XXI серии могла идти без остановки 38 суток, проходя за это время 11150 миль (20650 км). Рабочая глубина погружения новой подлодки составляла 135 метров, в то время как для остальных немецких субмарин она не превышала 100 метров. Иными словами, подлодки XXI серии стали первыми в мире субмаринами, которые в самом деле могли в течение всего боевого похода не всплывать на поверхность.
Надводное водоизмещение «электробота» составило 1621 тонну, подводное — 1819. Длина корпуса — 76,7 метров, ширина 6,6 метра. Два дизеля развивали суммарную мощность 4000 л. с., а два электромотора — 4600 л. с. Расчетная автономность корабля составляла 100 суток, что вполне сравнимо даже с современными атомными субмаринами. Экипаж (57 офицеров и матросов) был обеспечен кондиционерами воздуха, электрическими кухнями, холодильниками, шлюзовыми системами удаления отходов и отбросов — постоянно находящаяся в подводном положении лодка выгодно отличалась этим от своих предшественниц. Фактически впервые серийные лодки могли обеспечить личный состав доброкачественным питанием и относительно комфортными условиями обитания.
Вооружение «электробота» состояло из шести носовых 533-мм торпедных аппаратов, общее число торпед (как парогазовых, так и электрических) к которым составляло 22 штуки — рекорд в кригсмарине. Усовершенствованные аппараты позволяли производить беспузырный пуск торпед с глубины до 50 метров. Лодки XXI серии получили новейшие гидрофоны с радиусом действия 50 миль (92,6 км), эхо-камеры (так называемое «балконное устройство») и другие средства. Эхо-камера могла фиксировать, опознавать и разделять групповые цели в условиях отсутствия визуального контакта. Таким образом, «электроботы» предназначались к длительному крейсерству преимущественно в режиме плавания на перископной глубине под дизелем. Предполагалось, что обнаружив противника «электробот» выйдет на исходный рубеж атаки, уберет шнорхель, на полном ходу не поднимая перископ (ориентируясь лишь по приборам) произведет атаку бесследными самонаводящимися торпедами и уклонится от преследования противолодочных сил. А затем продолжит плавание под дизелем, засасывая воздух через шнорхель.
Вспомогательное (артиллерийское) вооружение «электробота» также отличалось оригинальностью: его составляли две спаренные установки новейших универсальных 30-мм пушек 3 cm FlaK 103/38 (модификация авиационных), отличавшихся высокой скорострельностью и весом залпа. При погружении артустановки автоматически убирались внутрь ограждения рубки, что резко снижало гидродинамическое сопротивление воды. Одна двухорудийная огневая точка размещалась в передней части ограждения рубки, вторая — в задней. Однако разработка новых орудий затянулась. Поэтому на первых введенных в строй лодках XXI серии их временно заменили значительно худшими 20-мм FlaK С/30.