Традиционно основным оружием фрегатов является противолодочное. Чаще всего это самонаводящиеся торпеды, однако на некоторых кораблях имеются бомбометы. Кроме того, большинство фрегатов имеют один или два вертолета. Это наиважнейший элемент противолодочного вооружения, так как вертолет значительно повышает поисковую производительность корабля, может осуществлять целеуказание торпедному оружию за пределами дальности действия корабельных гидроакустических станций (ГАС) и атаковывать подводные лодки самонаводящимися торпедами. Например, поисковая производительность вертолета, оснащенного опускаемой ГАС, может составить до 40 миль2/ч, а гидроакустическими буями - до 500 миль2/ч.
Бразильские фрегаты типа Niteroi, российские пр. 1135, а также американской постройки, кроме всего, имеют на вооружении противолодочные управляемые ракетные комплексы. Наибольшее распространение получил американский комплекс ASROC. Главным его преимуществом, например, перед советскими комплексами стала компактность и универсальность пусковой установки. Тем более, что превосходство российской «Метели» (а затем и «Раструба-Б») в дальности поражения скорее теоретическое, так как его очень сложно реализовать: ГАС «Титан-2» имеет меньшие дальности обнаружения, а вертолет на кораблях пр. 1135 отсутствует. Для освещения подводной обстановки абсолютное большинство фрегатов оснащаются активно-пассивными ГАС с подкильными антеннами. Иногда антенна располагается в бульбовом носовом обтекателе. Оба способа размещения антенн имеют свои положительные и отрицательные стороны, однако предпочтение отдается первым из-за лучших мореходных качеств. Вместе с тем, в носовом бульбе можно размещать большие низкочастотные (до 3,5 кГц) антенны, и он позволяет снижать помехи на больших ходах.
В 70-х годах в ряде стран принимают на вооружение активные ГАС с буксируемыми (или опускаемыми) антеннами, работающими под слоем скачка. Это позволило наиболее оптимально использовать гидроакустические условия среды за счет подбора глубины. Наконец, в 80-х годах начинается внедрение пассивных ГАС с протяженными буксируемыми антеннами (ГПБА). Основное их достоинство заключается в том, что они работают в низкочастотном и инфразвуковом диапазоне, что значительно увеличивает дальность обнаружения целей. Однако таким станциям присущи неоднозначность и низкая точность пеленгования По этой причине такие станции всегда используются совместно с подкильными активными ГАС или сводят протяженные буксируемые антенны в решетки. В настоящее время, в связи с резким увеличением скрытности ПЛ, фрегаты могут оснащаться активно-пассивными низкочастотными ГАС (на прием работают ГПБА и решетка из них). Некоторые страны, прежде всего входящие в блок NATO, предполагают применять свои фрегаты в составе корабельных поисково-ударных групп (КПУГ) из 3 - 4 кораблей. Такой группе обычно назначается район поиска размером 40 х 40 миль. Если в состав КПУГ входит корабль, оснащенный ГАС с ГПБА, то такой район может составлять 60 х 30 миль. При этом средние дальности обнаружения подводной лодки ГАС с ГПБА достигают 120-130 миль, а ГАС с подкильной антенной - до 20 миль. Но это в режиме шумопеленгования, а для применения оружия необходимо получить контакт в активном режиме для определения дальности. По этой причине практическая дальность стрельбы ASROC по данным собственных средств целеуказания составляет порядка 10 км, 533-мм торпедой -6 км, малогабаритной - 4 км.