美国洛杉矶级核动力攻击潜艇装备了强大的武器系统。在艇中部，有四具533mm鱼雷发射管，这些发射管可用于发射各种导弹和鱼雷。从SSN791"普罗维登斯"号开始，该级潜艇引入了先进的战斧导弹垂直发射装置，该装置由12个发射管组成，分布在艇首BQQ5球型声呐基阵后的耐压壳体外部。
对于陆地目标，洛杉矶级潜艇装备了GDC"战斧"式巡航导弹，这种导弹具备地形匹配和惯性导航功能，最高时速可达0.7马赫，最大射程可达2500公里。导弹在巡航阶段高度保持在15至100米，核弹头威力高达20万吨TNT当量，圆周误差仅为80米。此外，还有常规型，携带454公斤高爆弹头，射程缩短到900公里，但精度提升至10米。
对于反舰作战，潜艇配备了"战斧"反舰导弹，采用惯性制导和主动雷达/反辐射寻的系统，0.7马赫的时速使其射程可达460公里，弹头重量454公斤。同时，还有"捕鲸叉"反舰导弹，采用主动雷达制导，最高时速0.9马赫，射程130公里，弹头重量为227公斤。洛杉矶级潜艇还装备了MK-48型鱼雷，采用线导加主/被动声自导技术，以40节的速度，最大射程可达50公里，55节时则缩短至38公里，战斗部重量达267公斤，能在深达900米的水下由空气涡轮泵发射。
更进一步，洛杉矶级潜艇还具备布设MK-67触发水雷和MK-60"捕手"水雷的能力，以增强其防御和打击能力。
“洛杉矶”级是美国海军第五代攻击核潜艇，也是世界上建造批量最大的一级核潜艇，具有优良的综合性能，主要承担反潜、反舰、对陆攻击等任务。首艇SSN-688“洛杉矶”号于1972年2月8日开工，1976年11月13日服役，最后1艘SSN773“夏延”号于1996年3月服役，持续时间长达20余年，才最终完成了这一数量高达62艘的庞大造舰计划。其中从1985年8月开工的SSN751“圣胡安”号开始，“洛杉矶”级后23艘做了较大改进，性能又有进一步提高。