Le sixième HMS Dreadnought, de la Royal Navy, est en 1906 le prototype du cuirassé dit « monocalibre ». Il a une telle influence que son nom, un dreadnought, devient le synonyme du cuirassé moderne. Il est le premier grand bâtiment de guerre propulsé par des turbines à vapeur. Son apparition rend désuets tous les bâtiments existants et, à l'approche de la Première Guerre mondiale, l'apparition du dreadnought déclenche une course aux armements navals. En effet toutes les marines constatant que leurs flottes de cuirassés étaient dépassées, y compris la Royal Navy, entreprirent la construction de ce nouveau type de cuirassé révolutionnaire.
Le développement de la technologie des canons à la fin des années 1890 et au début des années 1900, sous l'impulsion de Percy Scott au Royaume-Uni et de William S. Sims aux États-Unis, avait déjà permis d'augmenter les distances de tir prévues jusqu'à 5 500 mètres, ce qui obligeait les canonniers à attendre l'impact des obus avant de pouvoir effectuer des corrections pour la prochaine salve. Un autre problème était que les obus tirés par les nombreuses armes plus petites produisaient des fontaines si importantes lors de l'impact avec l'eau que cela masquait les impacts des plus gros canons. Soit les petites pièces devaient retenir leurs tirs en attendant les pièces lourdes qui tiraient plus lentement, perdant ainsi l'avantage de leur cadence de tir plus rapide, soit il n'était pas certain qu'un impact provenait d'une pièce lourde ou légère, ce qui rendait la mesure des distances et le ciblage plus difficiles. Un autre argument en faveur de canons plus grands et de calibre uniforme était le développement de torpilles dirigeables autopropulsées. En raison de leur danger potentiel accru, les navires étaient dissuadés de réduire la distance à l'ennemi à la portée de tir des petits canons. Le fait de maintenir la portée ouverte niait en général la menace des torpilles et augmentait le besoin de canons lourds.
En 1903, l'ingénieur naval italien Vittorio Cuniberti a formulé pour la première fois par écrit le concept d'un cuirassé équipé uniquement de gros canons. Lorsque la marine italienne ne donna pas suite à ses idées, Cuniberti écrivit un article dans Jane's Fighting Ships, dans lequel il défendait son concept. Il proposait un futur cuirassé britannique « idéal » de 17 000 tonnes britanniques, avec une batterie principale d'une douzaine de canons de 300 mm dans huit tourelles, un blindage de ceinture de 300 mm et une vitesse de 24 nœuds (44 km/h).
La Royal Navy, la marine impériale japonaise et la United States Navy ont reconnu ces problèmes avant 1905. La Royal Navy a modifié la conception des cuirassés de la classe Lord Nelson pour y inclure un armement secondaire avec des canons de 230 mm capables de tirer à de plus grandes distances que les canons de 150 mm des anciens navires, mais une proposition visant à les équiper exclusivement de canons de 300 mm a été rejetée. Le cuirassé japonais Satsuma a été mis sur cale cinq mois avant le cuirassé Dreadnought en tant que cuirassé de gros calibre uniquement, mais n'a pu être équipé que de quatre des douze canons de 305 mm prévus en raison d'un manque d'armes. En 1904, les Américains commencèrent à peu près au même moment à concevoir un cuirassé de calibre unique, mais les travaux n'avancèrent que lentement et les deux cuirassés de la classe South Carolina ne furent commandés qu'en mars 1906, un mois après le lancement du Dreadnought.
L'invention de la turbine à vapeur par Charles Algernon Parsons en 1884 a permis d'augmenter considérablement la vitesse des navires. En 1897, à l'occasion du jubilé de diamant de la reine Victoria à Spithead, il fit la démonstration de son yacht Turbinia, qui pouvait atteindre une vitesse de 34 nœuds (63 km/h). Après d'autres essais avec les deux destroyers à turbine Viper et Cobra et les expériences positives avec plusieurs petits paquebots équipés de turbines, le Dreadnought fut commandé avec des turbines.
La bataille de la mer Jaune et la bataille de Tsushima furent analysées par le comité Fisher, le capitaine William Pakenham constatant que les « tirs de canon de 300 mm » des deux camps faisaient preuve de précision et de justesse, tandis que les obus de 250 mm passaient inaperçus. John Fisher souhaitait que son comité confirme et applique ses idées sur un navire de guerre disposant à la fois d'une vitesse de 21 nœuds et de canons de 300 mm. C'est pourquoi il a souligné que l'amiral Tōgō Heihachirō avait été capable d'effectuer la manœuvre Crossing the T lors de la bataille de Tsushima en raison de sa vitesse. En particulier, l'utilisation à longue distance (13 000 m) lors de la bataille de la mer Jaune semblait confirmer ce que la Royal Navy croyait déjà, bien qu'aucune autre marine ne l'ait remarqué avant la bataille.
L'amiral Fisher a proposé plusieurs projets de cuirassés à armement uniforme au début des années 1900 et a réuni début 1904 un groupe officieux de conseillers pour l'aider à décider des caractéristiques idéales. Après avoir été nommé Premier Sea Lord le 21 octobre 1904, il fit adopter par le Conseil de l'Amirauté la décision selon laquelle le prochain cuirassé devrait être armé de canons de 300 mm et avoir une vitesse d'au moins 21 nœuds. En janvier 1905, il convoqua un « comité de conception », composé de nombreux membres de son groupe informel, afin d'évaluer les différentes propositions de conception et de soutenir le processus de conception. Bien que nominalement indépendant, ce comité servait à repousser les critiques à l'encontre de Fisher et du Conseil de l'Amirauté, puisqu'il ne pouvait pas envisager d'autres options que celles déjà décidées par l'Amirauté. Fisher nommait tous les membres du comité et en était le président.
Le comité a discuté de la disposition de l'armement principal, rejetant tout sur-feu en raison des effets du bruit de la bouche sur les visières ouvertes sur le toit de la tourelle en dessous, et a opté le 18 janvier 1905 pour une propulsion par turbine au lieu de machines à vapeur afin d'économiser 1 100 tonnes sur le déplacement total. Avant sa dissolution le 22 février, il discuta d'un certain nombre d'autres questions, dont le nombre d'arbres (jusqu'à six furent envisagés), la taille de l'armement des torpilleurs et surtout l'installation de cloisons longitudinales pour protéger les magasins et les salles d'obus des explosions sous-marines. Cette mesure a été jugée nécessaire après que le cuirassé russe Zessarevitch ait, dit-on, survécu à un tir de torpille japonais pendant la guerre russo-japonaise grâce à ses lourdes cloisons intérieures. Pour ne pas augmenter le déplacement du navire, l'épaisseur de la ceinture de la ligne de flottaison a été réduite de 125 mm.
Le comité a terminé ses délibérations le 22 février 1905 et a rendu compte de ses conclusions en mars de la même année. En raison du caractère expérimental du projet, il a été décidé d'attendre la fin des essais du cuirassé avant de passer commande d'autres navires. Une fois le projet achevé, on s'est penché sur la forme de la coque, qui a été testée dans le réservoir expérimental de l'Amirauté à Gosport. Sept essais ont été nécessaires avant que la forme finale de la coque ne soit choisie. Afin d'accélérer la construction du navire, la structure interne de la coque a été simplifiée autant que possible, en essayant d'utiliser un nombre limité de panneaux standard qui ne différaient que par leur épaisseur.
Convaincu que la construction serait ordonnée, Fisher prit l'initiative heureuse de commencer à stocker l'acier nécessaire à la construction avant même qu'une cale de construction ne soit disponible. Lors de ce stockage, on trouva une configuration de la coque qui pouvait réduire la traînée de celle-ci et donc, finalement, augmenter la vitesse. Satisfait par les vingt et un nœuds déjà obtenus, Fisher opta plutôt pour une amélioration du blindage qui atteignit sur les flancs et les tourelles l'épaisseur de 279 mm, soit 76 mm de plus que le dessin antérieur d'un an.