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搜索探测是反潜巡逻机实施反潜的第一步，是整个反潜过程中极其关键的一环，就像猎手捕杀猎物前需要首先发现目标一样。如今，反潜巡逻机搜索探测潜艇的手段很多:既有目视观察和雷达探测，也可使用声纳浮标、吊放声纳(通常水上反潜巡逻机才配备)、磁异探测仪来探测水下潜艇，还可以用红外探测仪、废气探测仪，电场分析仪、激光探测仪等来搜索潜艇。

吊放式声纳是水上反潜巡逻机上的主要探潜设备，它具有十分突出的特点:搜索速度快、机动灵活性好，尤其适合于应召反潜;工作深度可变，可利用其几百米长的电缆，根据测得的温深变化曲线，选择最佳工作深度，从而使声纳性能得以充分发挥;具有多种工作方式，可独立完成对静止和运动目标的探测。吊放式声纳一般体积较小、重量较轻(通常约为250千克)，且精度高、操作简单、使用方便。吊放式声纳既可主动探测(换能器在水中发射一定时间间隔的超声波脉冲)，也可被动探测(换能器并不发射声波，只是检测和分析由换能器收到的噪声)。由于反潜巡逻机配备有多种探潜器材，加之各种器材又有不同的特点和优长，因此在搜潜时可以根据实际情况适时使用，互为补充、互为验证，取得较好的搜潜效果。

现代反潜巡逻机上的另一种主要攻潜武器是声自导鱼雷。

世界各国海军已装备了几十种型号的空投反潜自导鱼雷，但其战术使用大同小异。自导鱼雷不需要直接命中，只要目标进入鱼雷的自导搜索范围，即有可能被鱼雷捕获。自导鱼雷离开机上挂架后在空中按一定的弹道运动，入水后按预先设置的程序工作，同时利用声自导装置搜寻目标，一旦捕获到目标，便保持跟踪，直至命中目标。

反潜巡逻机在确定反潜区域时，既要考虑有利于发现目标，又要考虑敌防空兵器的威胁程度、巡逻机本身的空中掩护能力，以及岸基雷达或舰载雷达对反潜巡逻机的指挥保障。

反潜巡逻机一般有独立反潜和协同反潜两种作战形式。协同反潜时，反潜巡逻机还可担负反潜作战的空中指挥任务，统一协调各反潜兵力的行动，此时飞机所处的位置应考虑各种兵力的活动范围，保证对各反潜兵力实施及时有效的指挥。反潜巡逻机一般选择高-低-高飞行剖面，单独反潜时的飞行高度以发挥雷达对潜搜索能力为主，通常在1000米以下。协同反潜时的飞行高度应保证对种反潜兵力指挥引导的需要，同时注重发挥自身反潜作用，一般为1000~1500米。反潜巡逻机多受岸基航空兵指挥所或海上编队的指挥，起降一般由所在的机场组织保障，在反潜区域的战术活动主要由航空兵指挥所或海上编队进行控制和管理。其协同组织通常由执行某次任务的直接组织机构负责，一般按计划协同为主，必要时进行临机协同。协同的主要内容包括反潜巡逻机的出航、返航方法与时机，反潜巡逻机的反潜区域及协同搜潜、攻潜的配合，与其他兵力进行通信联络的时机、手段和联络方法，与其他反潜兵力会合的地点和协同方法，各指挥所对反潜巡逻机进行指挥的时机和交接方法，空中伴随护航的飞机、岸舰导弹、岸炮、海上编队对反潜巡逻机的掩护支援方法，反潜巡逻机与各指挥所进行联络的时机、手段和方法等。

反潜巡逻机在第二次世界大战中普遍使用。装备声纳浮标后，能发现水下的潜艇，成为反潜战的主要机种。20世纪80年代初，反潜巡逻机的最大速度已达 900 千米/小时，最大航程9000千米，续航时间13~22小时，具有良好的低空性能，装有反潜搜索雷达、红外探测仪、激光探测仪、磁力探测仪、微光探测仪、水质分析器、气体分析器和电子监听器等设备，能对潜艇进行全天候搜索、跟踪和攻击。反潜巡逻机是用于搜索和攻击潜艇的海军飞机。现已停产。