日本在年开始外购潜艇后，就开始尝试自制潜艇，但是在关键技术上始终无法取得突破进展，制作纯国产的伊-6号潜艇更是在年4月15日发生了沉没事件，艇长佐久间棉等14名艇员全部遇难。直到年底一战结束后，日本获得四艘德国U艇作为赔偿舰，并在德国工程师指导下，潜艇建造技术终于获得了突破。

日本不满足于近岸小型潜艇，而是在“渐减邀击”的舰队决战构想下，重点发展作为大舰队附属的潜艇战队。在这种思路指导下，日本海军提出了巡洋潜艇方案。巡洋潜艇采取了超过10:1长宽比的细长型艇体，艇艏形状也是适合水面高速航行的设计。这种艇型带来了超远续航力、水面高速和独特侦察能力的优点，是日本海军为数不多投入破交战的潜艇型号。同型号的20艘潜艇在战争中击沉商船数量占日本整体潜艇部队的42%。但是细长的艇身和复杂的平衡水舱也让巡洋潜艇存在平衡稳定性较差的问题。

伊-33号属于巡洋潜艇改良升级而来的巡洋潜艇乙型艇，年2月21日在三菱神户造船厂开工建造，年6月10日竣工，编入隶属于吴镇守府的第15潜水队。年8月15日，伊-33号第一次出击，参加第二次所罗门海战，毫无建树。年9月25日，伊-33号潜水艇返回特鲁克港，艇首撞上礁石，造成艇首六号鱼雷管受损，靠泊在修理船“浦上丸”号等待维修。9月26日，在艇长不在的情况下，水雷长自作主张打开艇尾通海阀，试图放入一些海水，将艇首鱼雷管露出水面进行修理。水雷长的迷之操作让伊-33号艇体突然失去平衡，沉入海底，33名留守在艇上的水兵全部死亡。

伊-33艇沉没后，海军立即组织“浦上丸”号修理船、“立山丸”号供水船、“日丰丸”救生船实施打捞。由于伊-33号沉的不深，随着充气排水，艇首很快浮出水面。就在此时，艇内的高压气体突然将舰桥附近的舱门吹爆，海水再次猛烈涌入艇内。伊-33号第二次沉入海底，又反复打捞了三个多月，直到年12月29日，伊-33号才被打捞出水。出水后发现艇上设备已泡水损毁，被送吴港大修。

年1月伊-33号完成大修，重新隶属第11潜水队。6月13日早上6时，伊-33号在日本濑户内海海域进行紧急下潜训练，下潜过程中机舱突然大量进水，艇身下沉。艇长和田木雄下令紧急吹出压舱水进行自救，但用光所有压缩空气，仅将潜水艇保持在潜望镜深度。在上浮无望的情况下，艇长孤注一掷打开舱门，将十个人从司令塔弹射了出去。弹射出去的10人中，仅2人游到了岸上并存活下来。而艇长以下人随伊-33号潜水艇沉在了66米深的海底。

6月15日，搜救的潜艇母舰“长鲸”号派出潜水员进艇调查事故起因，发现伊-33号机舱柴油机进气口被一根两米长的大木棍卡在阀门和底座中间，该木棍为船厂维修工人放置的，忘记回收，造成水密阀门无法关闭，继而在潜行时引起机舱迅速进水导致沉没。伊-33号第三次沉没事故共造成包括艇长在内的人死亡。随后事发海域刮起强烈台风，调查救援人员也被征召去参加冲绳岛战役，全部战死。伊-33号的打捞救援工作就被搁置了。8月10日，伊-33号被旧日本海军除籍。

战后，年7月伊-33号在海底已经泡了9年，日本北星船舶工业公司获准对伊-33号实施打捞。打捞出水后，打开封闭的前部鱼雷舱，一股白绿色的气体怪叫着喷射出来，大家惊讶的发现，伊-33号艇首鱼雷舱居然没有进水。鱼雷舱中有12具躺着的尸体和一具站立自缢的尸体，这些尸体在遇到氧气后，以肉眼可见的速度迅速腐烂，十分惊悚。原来，当年伊-33号沉没时，鱼雷舱人员及时将舱门封闭。在沉没后，鱼雷舱里的13人没有立即死亡，现场也遗留了27份遗书。从时间上看，最后的幸存者在沉没十小时后，在绝望中留下遗书后自杀。之后伊-33号被拖到日本日立造船所拆解。准备解体之际，又有三个日本人潜入伊-33号内部，企图测绘伊-33号的前鱼雷舱鱼雷发射系统，却被尚未排尽的甲烷气体熏倒身亡，成了伊-33号上的最后一批死者。

时至今日，伊-33号潜艇的潜望镜仍被供奉在东京涉谷区的东乡神社里，可能是祈祷惨死艇员的怨灵不要来打扰吧。可能是命运太过于凄惨，据说伊-33号潜水艇还被列入绝对不要检索的日文词条之一。