Das Grundmodell Consolidated PBY Catalina war ein als Hochdecker konzepierter Seeaufklärer. Die „Catalina“ ging auf das zivile Flugboot der USA Consolidated Modell 28 zurück. Der Erstflug der XP3Y-1 erfolgte im März 1935. Der Prototyp wurde von zwei Pratt & Whitney R -1830-54 mit 825 Ps angetrieben, die an der Vorderkanten des Flügels angebracht waren. Die Bewaffnung umfasste vier 7,62 mm Maschinengewehre und bis zu 907 kg Bomben.

Verbesserte Maschinen bekamen einen R -1830-64 Motor mit 900 Ps. Außerdem konnte durch Einbau größerer Tanks die Reichweite um 50% gesteigert werden. Die XPBY -1 hatte seinen Jungfernflug am 19. Mai 1936, mit der Strecke von 5.541 km erreicht wurde. Im Oktober 1936 flog die erste von 50 PBY-1 für die US Navy, woraufhin weitere 116 Stück bestellt wurden. 1938 erschien die PBY-4 mit den 1200-PS-Twin Wasp-Motoren und den beiden verglasten blasenförmigen Kanzeln für die Beobachter am hinteren Rumpf.

Die konstruktive Auslegung ergab einen niedrigen, breiten Rumpf, der sich nach hinten stark verjüngte und in ein einfaches Seitenleitwerk auslief, das auf etwa halber Höhe das Höhenleitwerk trug. Der charakteristische weitspannende Tragflügel war in Hochdeckerbauweise auf einem Pylon mit vier Streben zum Rumpf montiert. Die beiden Doppelsternmotoren waren so hoch wie möglich eingebaut, um sie vor Spritzwasser zu schützen. Die Stützschwimmer waren einziehbar, die Körper der Schwimmer bildeten in eingefahrenem Zustand die Tragflächenspitzen. Die gesamte Konstruktion war eine aerodynamische Innovation.

1940 erschien eine Amphibienversion. Mit einer PBY Canso wurden sogar Versuche beim Start mit Starthilferaketen gemacht.

Aufgrund der großen Reichweite – die „Catalina“ konnte bei 200 km/h fast 24 Stunden in der Luft sein – war die PBY für die Fernaufklärung und die Sicherung von Geleitzügen geeignet. Sie wurde aber auch zur See-Notrettung eingesetzt, wo sie Leben von tausenden über dem Pazifischen Ozean abgeschossenen Crewmitgliedern sicherten. Ferner wurden sie als U-Boot-Jäger verwendet. Selbst zur Brandbekämpfung und Luftbetankung wurde sie eingesetzt.

Catalinas zerstörten insgesamt 40 U-Boote, hatten aber auch eigene Verluste. Sie orteten auch das deutsche Schlachtschiff Bismarck am 26. Mai 1941, das wenige Tage später versenkt wurde. Maschinen dieses Typs hatten auch die japanische Flotte entdeckt, die in der folgenden Schlacht mehrere Flugzeugträger verlor. Alleine zwischen August 1943 und Januar 1944 sollen 112.700 Tonnen Handelslieferungen versenkt und 47.000 Tonnen beschädigt worden sein. Ferner wurden 10 japanische Kriegsschiffe beschädigt.

Obwohl langsam und unbeholfen, erwiesen sich die Maschinen im Zweiten Weltkrieg als sehr zuverlässig. Flugboote hatten den Vorteil, dass sie keine befestigte Startbahnen benötigten. Ihnen stand quasi der gesamte Ozean als Startbahn zur Verfügung.

Außer Consolidated fertigten zwei Flugzeugwerke in Kanada das Flugboot. Die Versionen des einen Herstellers trug den Namen „Canso“, die des anderen (Canadair) den Namen „Nomad“. Canadair war auch der einzige Hersteller überhaupt, der das Flugboot der Version PBY-6A nach dem Ende des 2. Weltkrieges in kleinen Stückzahlen weiter produzierte. In der UdSSR wurde die „Catalina“ als GST in Lizenz gebaut.

Insgesamt liefen mehr als 3.300 Exemplare von den Bändern, was sie zum meistgebauten Flugboot aller Zeiten machte. Restbestände blieben bis in die 1980er Jahre im Dienst. Zum Teil wurden sie entsprechend modifiziert auch als Löschflugzeuge eingesetzt.