卡塔琳娜式水上飛機是二戰時期重要的機型，也是有史以來產量最高的水上飛機，它的出現要追溯到1928年，當時美國海軍提出了一種全金屬上單翼佈局的水上飛機招標專案，最後聯合公司以最低價贏得了這一合同，不過這個合同直接催生出的飛機並不是卡塔琳娜。

在經過幾輪的樣機測試後，在1935年代號PBY-1的新式水上飛機被美軍採購，這種飛機就是卡塔琳娜式的前身。軍方對這種飛機很滿意，空重5700千克，最大升限約5660米，最小時速93.32千米每小時，最大時速274.82千米，水上滑行起飛只需要22秒。武器上在機鼻的旋轉炮塔內有一挺7.62毫米機槍，機身及機腹有3挺7.62毫米機槍，另外也可以換成12.7毫米機槍。彈艙內還能攜帶4枚147千克深水炸彈、4枚225千克炸彈，或者是4枚454千克炸彈加2枚646千克MK3型魚雷的配置。

PBY-1可靠性很高，這些飛機一出廠就被駕駛員直接駕駛飛往基地服役，並且在1937年進行了一次從聖地亞哥往珍珠港的大洋飛行；之後更是花費27小時進行了一次5297千米的遠距離轉場飛行，在當時的技術條件下這是很值得稱讚的。

帶著美女晒太陽的機組成員

接下來的幾年裡，該機不斷的小修小改。在1939年時，原本以為PBY-4就會是這種機型的絕唱，聯合公司也已經著手打造下一代水上飛機，這個時候二戰爆發，缺少裝備的英國緊急從美國訂購了一批飛機，這些飛機就是從PBY-4改進而來的PBY-5。英國人在得到這批飛機後，以加州海岸著名的旅遊勝地卡塔琳娜命名，之後這個名字也被美國軍隊接受。

卡塔琳娜式主要的改動就是把自衛火力統一為12.78毫米口徑機槍，無線電天線位置改到機翼上，動力裝置換成2臺普惠R-1830-82式發動機，最大飛行速度322千米每小時，最大航程3162千米。

因為戰爭的需要，當時美國只有卡塔琳娜式水上飛機具備大規模量產的能力，不得不趕鴨子上架緊急投入生產，1940年美國海軍也開始接收這種飛機，並且確定了卡塔琳娜這個名字。1940~1941年是卡塔琳娜的高產期，不僅英國、美國，還有澳洲等國也迫切的需要這種大航程的水上飛機用於軍事巡邏。法國原本也訂購了30架，隨著法國的陷落，這些運送到半路的飛機只好轉頭前往英國。

兩棲型卡塔琳娜

在生產序列中，還有一種稱為PBY-5A的，這是一種水陸兩棲型號，安裝了前三點式起落架，飛機在水中或者起飛之後，可以通過液壓系統將主起落架收進機體的凹槽內。

實際使用中這種飛行速度慢但是航程大的飛機，主要執行巡邏、偵察、反潛、搜救等任務。在大西洋上，這種裝備了深水炸彈和魚雷的機型是德軍U艇最難纏的對手，因為它們在軍艦的支援下能夠到很遠的地方進行戰備巡邏，並且能夠隨時發動攻擊，還能呼叫附近的其他飛機和戰艦到目標區域對潛艇進行窮追猛打，哪怕是沒有炸彈和魚雷，僅僅是12.7毫米機槍也有很大的概率對U艇1~2釐米的艇殼造成損傷。而在卡塔琳娜活動的區域，腿短的德軍戰機完全不會出現。

德軍戰機雖然優秀，但大部分腿短

為了應對這一空中威脅，德國U艇一度以3~5艘結伴出行的方式，以各自的防空火力保護艦隊的某一個方向，在進入開闊水域後再下潛分散開來。起初這種戰術取得了一定的成功，卡塔琳娜遭到了一定的傷亡，後來卡塔琳娜也發展出相應的戰術，在發現潛艇編隊時先遠遠的監視，同時等待附近的同伴一起，同時從四面八方向潛艇發起進攻。

在太平洋戰場上，卡塔琳娜則是主要是偵察、搜救等任務。戰爭初期是卡塔琳娜損失最大的時期，珍珠港一役停放在機場的全部損失，僅僅3架外出巡邏而倖免；接下來日軍入侵菲律賓，第10巡邏中隊裝備的該機在戰鬥的頭幾天就被完全摧毀。

因為太平洋戰場是航母決戰的戰場，雙方都會有許多的飛行員落水，等到空戰結束之後卡塔琳娜就到戰區去搜尋跳傘落水的飛行員，這個工作不僅給那些在海中掙扎求生的人帶去了希望，也給卡塔琳娜所在的單位帶去一些福利，他們能夠以搭救的飛行員到航母上換取冰涼可口的冰激凌，這在枯燥的軍艦上可是難得的美味，只有大型軍艦才有富餘的動力安裝製冷裝置。

卡塔琳娜另一個重要的作用就是偵察。依靠它的大航程和不快的航速，它能夠長時間在某一片海域進行巡邏，比日本的水上飛機效能更好。魚雷是卡塔琳娜的重要武器，不過在前期發射了數量不少的魚雷，取得的戰果卻微乎其微，後期就放棄了這一戰術。

二戰中卡塔琳娜一直活躍在一線，有時甚至當成運輸機等，是一個實實在在的海上“軍馬”。二戰結束後，這些數量龐大的卡塔琳娜也失去了作用，很大一部分被轉售到民用市場。新中國成立後，中國在廣州發現一架被英國放棄的廢棄卡塔琳娜，隨即著手修復該機。次月該機修復完成，並從廣州直接飛往天津。

​美國軍隊在1957年淘汰了最後一架卡塔琳娜，在墨西哥、丹麥等國，該機一直服役到上世紀70年代。還有一些飛機被改裝成滅火飛機，或者是一些特殊用途的如地質勘查飛機等。