В октябре 1933 г. компаниям Consolidated и Douglas было предложено построить прототипы патрульного гидросамолета под обозначением Consolidated XP3Y-1 и Douglas XP3D-1. Фирма Douglas построила только один опытный образец, в то время как гидросамолетам XP3Y-1 компании Consolidated было суждено стать самыми широко строившимися в истории авиации летающими лодками. Компания Consolidated назвала свой проект Consolidated Model 28. Подобно предшествующему P2Y, он имел крыло типа парасоль. Однако в новом проекте крыло поддерживалось над фюзеляжем с помощью мощного центрального пилона и двух небольших двойных обтекаемых подкосов. За счет этого Model 28 освободилась от многочисленных стоек и расчалок, увеличивавших лобовое сопротивление и ухудшавших тем самым летные характеристики предшествующих конструкций. Другой новинкой, повышающей аэродинамическую эффективность, было обеспечение самолета стабилизирующими поплавками, которые в убранном полетном положении формировали обтекаемую законцовку крыла. Конструкция фюзеляжа с двумя реданами была очень похожа на фюзеляж самолета P2Y, но Модель 28 имела чистое крестообразное хвостовое оперение, которое также было консольным, без подкосов. Силовая установка включала два двигателя Pratt & Whitney R-1830-54 T win Wasp мощностью 825 л.с., установленных на передней кромке крыла. Вооружение состояло из четырех пулеметов калибра 7,62 мм  и до 907 кг бомбовой нагрузки. Совершивший первый полет 28 марта 1935г. самолет XP3Y-1 был вскоре передан в ВМС США для летных испытаний. В октябре 1935г. опытный образец был возвращен в компанию Consolidated для необходимых доработок, включая установку двигателей R-1830-64 мощностью 900 л. с., предназначавшихся для 60 экземпляров PBY-1 (это обозначение применялось для патрульных бомбардировщиков). В это же время было перепроектировано вертикальное оперение, и 19 мая 1936г. XPBY-1, как был обозначен этот прототип, совершил первый полет. Небольшие изменения в оборудовании самолетов второго серийного заказа, размещенного 25 июля 1936г., привели к новому обозначению - PBY-2. Модификация PBY-3 была заказана 27 ноября 1936г., а PBY-4 - 18 декабря 1937 года. Они имели соответственно двигатели R-1830-66 мощностью 1000 л. с. и R-1830-72 Т вин Восп мощностью 1050 л.с. Все первые экземпляры PBY-4 обладали восхитительными блистерами, закрывающими позиции пулеметчиков в средней части фюзеляжа на месте боковых люков. Это стало характерной особенностью последующих серийных самолетов. В апреле 1939г. последний экземпляр серийных самолетов PBY-4 был возвращен в компанию для установки колесного шасси, после чего эти аппараты могли эксплуатироваться как амфибии, и это сделало разносторонним их применение. Когда в ноябре 1939г. переоборудование этих самолетов было завершено, они появились под обозначением XPBY-5A. Испытания подтвердили значительные преимущества амфибийной конфигурации, и 33 самолета из оставшегося контракта флота США на вариант PBY-5 были выпущены как амфибии PBY-5A, а 25 ноября 1940г. дополнительно были заказаны еще 134 таких самолета. Широкая летная эксплуатация летающих лодок показала, что конструкция фюзеляжа требует гидродинамических улучшений. Военно-морской авиационный завод провел все необходимые исследования и доработки и по их завершении получил заказ на 156 таких модифицированных самолетов под обозначением PBN-1 Nomad. Между апрелем 1944г. и апрелем 1945г. компанией Consolidated была построена заключительная серийная версия, обозначенная PBY-6A. В середине 30-х гг. к этим самолетам был проявлен интерес Советским Союзом, что повлекло за собой заказ на три самолета и переговоры об их лицензионном строительстве в России. Обозначенные ГСТ (гидросамолет транспортный), эти серийные самолеты оснащались звездообразным двигателем Микулина М-87 и М-88, являвшимся усовершенствованным вариантом двигателя М-25. Первые самолеты ГСТ начали появляться в конце 1939г., и впоследствии их количество переросло в несколько сотен машин, построенных во время войны. Так же часть самолетов строилось по обозначением МП-7 ( с двигателем М-62ИР мощностью 850 л.с.). Интерес Европы к этим самолетам начался с покупки Британским министерством воздушного транспорта одного экземпляра для оценки. Этот самолет был обозначен как Model 28-5. Перелетев через Атлантику, он был передан в июле 1939 года на экспериментальную базу морских самолетов в г. Феликстоу (графство Саффолк). Начало войны вынудило окончить испытания, но первая партия из 50 самолетов была заказана под обозначением Catalina Mk I . Всего Королевские военно-воздушные силы получили около 700 этих самолетов, и все они, за исключением 11 самолетов PBY-5A, арендованных Британией у флота США, были чистыми (не амфибиями) летающими лодками. Они включали 100 самолетов Catalina Mk I, аналогичных самолетам флота США PBY-5, 225 самолетов Catalina Mk IB (PBY-5B), 36 самолетов Catalina Mk IIA (PBY-5), 11 самолетов Catalina Mk III (PBY-5A), 97 самолетов Catalina Mk IVA (PBY-5), 193 самолета Catalina Mk IVB, строившихся компанией Б в Канаде под обозначением PB2B-1 и в общем одинаковых с гидросамолетом PBY-5, и 50 самолетов Catalina Mk IV, строившихся компанией Боинг под обозначением PB2B-2 и имевших вертикальное оперение большего размаха. В начале 1940г. компания Consolidated приняла заказ Франции на 30 самолетов. Этим самолетам было дано обозначение Model 28-5MF, но ни один из них не был поставлен до падения Франции. Другие иностранные заказы пришли примерно в то же время и включали в себя 18 самолетов для Королевских военно-воздушных сил Австралии и 48 - для правительства Голландии для использования в колониях Восточной Индии. Канада имела непосредственное отношение к Каталине и в качестве производителя, и в качестве покупателя. По соглашению, заключенному между правительствами Канады и США, компаниями Boeing Aircraft в г. Ванкувере и Canadian Vickers в г. Картевилле были установлены конвейерные линии. Общее количество произведенных компанией Боинг самолетов равняется 362, включая 240 самолетов PB2B-1, поставленных в Австралию, Новую Зеландию и Великобританию, 50 самолетов PB2B- 2 для Великобритании, 17 чистых гидросамолетов (не амфибий) Catalina и 55 самолетов-амфибий для Королевских военно-воздушных сил Канады, обозначенных Canso. Компанией Канадиан Викерс всего было произведено 379 самолетов, аналогичных самолетам PBY-5A, 149 из которых были поставлены в Королевские военно-воздушные силы Канады. Из оставшихся 230 самолетов 183 под обозначением PBV-1A планировал приобрести флот США. В действительности же он не получил ни одного из них - все самолеты были поставлены Военно-воздушным силам США, ранее получившим 56 самолетов PBY-5A непосредственно от флота США под обозначением OA-10. Эти самолеты на всем протяжении Второй мировой войны использовались на поисково-спасательных работах, и некоторые из них несли под каждым крылом сбрасываемые надувные спасательные лодки. 230 самолетов, построенных компанией Канадиан Виккерс, в Военно-воздушных силах США были обозначены OA-10A. Последние 75 самолетов PBY-6A были построены компанией Consolidated и обозначены OA-10B.