Первая экспериментальная лодка под обозначением Х-3 была спущена на воду 15 марта 1942 года. Ее экипаж состоял из командира старшего лейтенанта У.Дж. Мика, заместителя командира старшего лейтенанта Дональда Камерона и боцмана-механика Ричардсона. После первых морских испытаний в мае 1942 года началась подготовка экипажей. Осенью того же года в эксплуатацию ввели другую лодку, обозначенную как Х-4. Командиром этой лодки стал старший лейтенант Годфри Плейс.
Первые эксперименты с миниатюрными подводными лодками прошли неудачно. В ходе одного из пробных плаваний Х-3 оказалась залитой водой и затонула на глубине 30 м. К счастью, члены экипажа успели спастись, а лодку позже подняли. Более тяжелые последствия имела авария на Х-4. когда помощника командира лейтенанта Моргана Томаса смыло за борт. Офицер погиб. а лодка, залитая водой, повисла в вертикальном положении. К счастью для остальных членов экипажа, лодку Х-4 быстро отбуксировали на спокойную воду и вытащили запертых внутри командира и механика.
На обеих лодках корпус делился на семь отсеков. Считая ог носа то были: ударная камера, носовая балластная цистерна, аккумуляторный отсек, центральный ноет, спасательная камера, служившая одновременно шлюзом для водолаза, машинное отделение и кормовая балластная цистерна. Отрицательный опыт эксплуатации лодок заставил внедрить в конструкцию позднейших лодок ряд важных особенностей. Спасательный отсек расположили между аккумуляторным отсеком и постом управления. Это позволило запирать и открывать шлюз с поста управления. На палубу лодки добавили специальную ручку, за которую мог ухватиться член экипажа, покидая лодку. В конце 1942 года начался серийный выпуск усовершенствованных лодок «типа X». С января 1943 года миниатюрные подводные лодки начали поступать в учебную базу, расположенную рядом с Порт-Баннатайн (Шотландия, район Ротсей).
В апреле 1943 года в Порт-Баннагайне сформировали особую 12-ю подводную флотилию под командованием капитана 1- го ранга Бэнкса. В состав флотилии входили как миниатюрные подводные лодки, так и управляемые торпеды. В этот период экипаж подводной лодки пополнился хорошо подготовленным водолазом-диверсантом. Задачей диверсанта было покидать лодку и ставить подрывные заряды. Всего до конца Второй Мировой войны построили 23 миниатюрные подводные лодки тип X, имевшие обозначения от Х-3 до Х-25. Следующая серия из шести лодок с названиями от ХТ-1 до ХТ-6 предназначалась исключительно для использования в качестве учебных кораблей.
Во второй половине 1944 года начался выпуск модернизированных миниатюрных подводных лодок «тип ХЕ». Они имели немного большие размеры (16,22х 1,77x2,14 м) при той же мощности двигателей. Ходовые качества лодки практически не изменились. Эти лодки были лучше оснащены. На них имелся холодильник, система поддержания климата, а также значительно усовершенствованная система вентиляции. Благодаря этому лодки «тип ХЕ» (а их до конца воины построили 12 экземпляров) подходили для применения в тропиках.
Тактика боевого применения лодок X и ХЕ была следующей. Миниатюрная подводная лодка буксировалась большой подводной лодкой с базы в район предстоящей операции. Движение осуществлялось в основном под водой с периодическими всплытиями для проветривания помещений. Последний отрезок пути миниатюрная подводная лодка должна была проделать самостоятельно. Лодка должна была подойти к намеченной цели. Водолаз покидал лодку и устанавливал подрывные заряды. Затем миниатюрная лодка снова встречалась с буксиром и покидала район операции.