知床級的設計係由1973到1974年建造的兩艘「900噸型巡視船」大王號(PL-15)與室戶號(PL-16)發展而來,這兩艘具有實驗性質的900噸型巡視船的主要技術特徵包括增大的柴油機功率,使航速達到20節以上,此外也是海上保安廳首度引進自動化電力控制系統與可變距螺旋槳,此外還將減搖水槽由船身內部移到上層結構兩側來增加效能,同時開始設置任務情報中心(Operation Information Center,OIC),把艦上的雷達偵測、導航、指揮、通信與船內監控管制等集中在上層結構的一個單一艙間來增加指揮效率,至於船上武裝則包括一門設置於船首的40mm機砲與一門設置在船尾的JM-61六管20mm旋轉機砲,兩者都由人力操作。由於大王號部署在日本北方海域,因此採用耐冰船體並加裝防凍設施,而室戶號則在氣候較為炎熱的日本南方海域值勤,因此設置空調。知床級的設計沿用了大王號/室戶號的基本 構型,以及OIC、耐冰船體、自動化控制輪機設備、在上層結構兩側的減搖水槽等設計,此外針對耐波姓與人員適居性進行改良,船體長度增加,修改船首形狀來改善耐波能力。