Met het ontwerp van de Hr. Ms. O 16 begon voor de afdeling Scheepsbouw van het Nederlandse Ministerie van Marine een nieuw tijdperk. Hoewel het schip bedoeld was als verdere ontwikkeling van de schepen van het type K XVIII, werd het toch een heel nieuw ontwerp. Het schip werd in 1936 in dienst genomen. Op 15 december 1941 liep het schip op een mijn en zonk.

De Hr. Ms. O 16 werd het eerste ontwerp van de pas in dienst van het ministerie getreden ir. G. de Rooy en werd samengesteld met behulp van een nieuwe lastechniek. Deze techniek stelde de bouwers in staat om onderzeeboten te construeren die in staat waren om een veel grotere druk te weerstaan. Andere verbeteringen die werden aangebracht waren een modernere inrichting en grotere manoeuvreerbaarheid.^[1]

Met de nieuwe technieken zouden vanaf dit moment de Nederlandse onderzeeboten een topkwaliteit bezitten die tijdens de Tweede Wereldoorlog van pas zou komen. Daarnaast werden de schepen een stuk groter dan hun voorgangers, wat de zeewaardigheid en de inzetbaarheid alleen maar ten goede kwam. De Hr. Ms. O 16 was tevens de eerste onderzeeboot ter wereld die zou worden voorzien van een snorkel systeem, waardoor ook onder water de dieselmotoren konden worden gebruikt. De kiel werd gelegd in december 1933 aan de scheepswerf De Schelde in Vlissingen en op 27 januari 1936 werd het te water gelaten.^[2]

De Hr. Ms. O 16 kwam op 26 oktober 1936 in dienst bij de Koninklijke Marine. Haar eerste operationele taak volgde al in april 1937, toen het schip tijdens de Spaanse Burgeroorlog voor konvooidienst naar Gibraltar werd gestuurd. In 1939 vertrok het schip naar Nederlands-Indië waar het op 4 januari 1940 in aanvaring kwam met de torpedobootjager Hr. Ms. Witte de With. De onderzeeboot bleef onbeschadigd, terwijl de Hr. Ms. Witte de With slechts lichte averij opliep. Bij het uitbreken van de oorlog in Nederland op 10 mei 1940 deed de Hr. Ms. O 16 escortedienst tussen Indië en Zuid Afrika waarin het samen optrok met de Hr. Ms. K VII.^[3][4][2]

In november 1941 werden de beide schepen ter beschikking gesteld aan de Britse marine om deze bij te staan bij een eventuele Japanse aanval op Malakka en Singapore. Op 1 december werd de gehele Nederlandse 1e Onderzeeboot Divisie onder Brits bevel geplaatst en kregen ze als thuisbasis Singapore. De Nederlandse onderzeeboten kregen de taak te patrouilleren in de Zuid-Chinese Zee. Bij het uitbreken van de vijandelijkheden op 8 december, kwam de Hr. Ms. O 16 gelijk in actie. In de daaropvolgende dagen maakte de Hr. Ms. O 16 diverse slachtoffers: drie transportschepen werden tot zinken gebracht en twee beschadigd. Tijdens een patrouille op 15 december 1941 kwam het schip tijdens de terugtocht naar Singapore in de golf van Siam terecht in een mijnenveld en liep op een mijn. Slechts één bemanningslid overleefde het ongeval.^[3][5][2]

Het wrak van de Hr. Ms. O 16 werd bij toeval door een visserschip ontdekt en in oktober 1995 herkend als de Hr. Ms. O 16.^[3]