Głównymi zmianami w stosunku do poprzedniej serii były: instalacja wyrzutni torpedowych i działa pokładowego, zwiększenie mocy i niezawodności siłowni oraz wzrost prędkości i zasięgu jednostki – kosztem rezygnacji z możliwości łatwego transportu kolejowego, ze względu na powiększone rozmiary.
Przyszły UC-21 zamówiony został 29 sierpnia 1915 roku jako szósta jednostka z I serii okrętów typu UC II (numer projektu 41, nadany przez Inspektorat U-Bootów), w ramach wojennego programu rozbudowy floty. Został zbudowany w stoczni Blohm & Voss w Hamburgu jako jeden z 24 okrętów tego typu zamówionych w tej wytwórni. Stocznia oszacowała czas budowy okrętu na 8 miesięcy. UC-21 otrzymał numer stoczniowy 271 (Werk 271). Stępkę okrętu położono w 1915 roku, a zwodowany został 1 kwietnia 1916 roku. Koszt budowy okrętu wyniósł 1 mln 729 tys. marek.