En octubre de 1933, la Marina de los EE. UU. hizo un pedido a Consolidated and Douglas de prototipos de nuevas máquinas. El prototipo construido por Consolidated, designado XP3Y-1, se convirtió en un hidroavión construido en el mayor número de copias. La designación interna asignada a la estructura por la empresa es Consolidated 28. La aeronave, al igual que su antecesora, la P2Y, tenía un sistema de ala alta. El nuevo diseño, sin embargo, utiliza un sistema de curvaturas de refuerzo internas, lo que hizo que el ala pareciera una estructura portante. La única excepción fueron los dos pequeños soportes perfilados a ambos lados del avión, entre el fuselaje y el ala central. Como resultado, la versión 28 carecía de fuentes de resistencia aerodinámica adicional, generada en diseños anteriores por puntales y correas de refuerzo, que eran la causa de parámetros de vuelo más bajos. Otra innovación aerodinámica que limitó la resistencia aerodinámica fue el uso de flotadores estabilizadores, que se plegaban durante el vuelo para formar una punta de ala perfilada. El casco con dos redanes era muy similar al del P2Y, pero en la versión 28 tenía una cola aerodinámica autoportante en forma de cruz. El prototipo estaba propulsado por dos motores Pratt-Whitney R-1830-54 Twin Wasp de 836HP, instalados en el borde de ataque del ala. El armamento constaba de cuatro ametralladoras de 7,62 mm y una carga de bombas de hasta 907 kg. El primer vuelo tuvo lugar el 28 de marzo de 1935, después de lo cual el XP3Y-1 se entregó rápidamente a la Marina de los EE. UU. para su evaluación operativa. Las pruebas demostraron la ventaja significativa del P3Y-1 sobre los hidroaviones de patrulla utilizados hasta ahora. El largo alcance y las propiedades mejoradas al despegar de los aeródromos terrestres significaron que la Marina de los EE. UU. Expresó interés en el desarrollo adicional de la estructura para que pudiera usarse como un bombardero de patrulla. Por ello, en octubre de 1935, el prototipo volvió a la planta matriz para continuar con los trabajos de construcción del mismo. Incluían i.a. desarrollo de nuevos motores R-1830-64 con una capacidad de 912HP. También se introdujo una cola vertical rediseñada y un nuevo prototipo, designado XPBY-1, voló el 19 de mayo de 1936, y pronto la serie PBY-1 comenzó a entregarse a la Marina de los EE. UU. Después de cambios menores, los aviones pedidos en julio de 1936 recibieron la designación PBY-2, y los siguientes motores PBY-3 y PBY-4 fueron equipados con los motores R-1830-66 (1014KM) y R-1830-72 (1065KM) , respectivamente. En abril de 1939, la última de las máquinas PBY-4 fue devuelta a las plantas de producción para la instalación de un chasis con ruedas. Tal equipo hizo que el avión fuera anfibio, ampliando las posibilidades de su uso. Este espécimen, que salió de la planta de producción en noviembre de 1939 después de que se completó la modificación, recibió la designación XPBY-5A. Los vuelos de prueba confirmaron la ventaja de esta versión sobre la anterior. Por lo tanto, los aviones encargados por la Marina de los EE. UU. como PBY-5 fueron equipados como anfibios de acuerdo con el estándar PBY-5A. El uso intensivo llevó a pensar que el avión podría tener características significativamente mejoradas al rediseñar el fuselaje. Las pruebas necesarias y los trabajos de diseño fueron realizados por Naval Aircraft Factory y la siguiente y última versión de producción de Catalina ya se llamaba PBY-6A. Datos técnicos (versión PBY-5A): longitud: 19,46 m, envergadura: 31,7 m, altura: 6,15 m, velocidad máxima: 314 km/h, velocidad de ascenso: 5,1 m/s, techo práctico: 4000 m, alcance máximo: 4050 km , armamento: fijo - 3 ametralladoras calibre 7,62 mm y 2 ametralladoras calibre 12,7 mm, suspendidas - hasta 1814 kg de bombas.
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