Catalina fløy første gang i mars 1935, da som et rent sjøfly. Den amerikanske marine innså tidlig at det var en bra konstruksjon og bestilte 166 fly i første omgang. Det var først i forbindelse med at RAF bestilte sine Model 28 at det fikk navnet «Catalina». Flyet kunne holde seg i luften ca. 18 timer med de innebygde tankene og med ekstratanker ble flytiden øket til ca. 24 timer. Hele den midtre delen av vingen er en eneste stor bensintank – senere ble også denne utvidet. Flere fabrikker produserte Catalinafly; en versjon ble lisensprodusert i Sovjetunionen under navnet GST.