Łącznie wyprodukowano 1175 łodzi latających tej wersji.
W 1939 przekonstruowano łódź latającą PBY-4 Catalina w prototyp samolotu-amfibii oznaczony jako XPBY-5A, który oprócz pływaków wsporczych wyposażono w trójpodporowe podwozie z kółkiem przednim wciągane w locie. Oblot tego prototypu odbył się w dniu 22 listopada 1939, a produkcję seryjną uruchomiono w grudniu 1941. Samolot seryjny został oznaczony jako PBY-5A Catalina. 14 tych samolotów-amfibii otrzymała Kanada, gdzie oznaczono je jako Catalina Mk IA. W 1942 zakłady Canadian Vickers rozpoczęły produkcję licencyjną tej wersji pod oznaczeniem Canso A oraz PBV-1A i wyprodukowały ich 424 sztuki. W 1942 dostarczono 11 samolotów PBY-5A Catalina do Wielkiej Brytanii, gdzie otrzymały oznaczenie Catalina Mk III. W lotnictwie amerykańskim zostały one wprowadzone w 1943 do jednostek ratownictwa morskiego, gdzie oznaczono je OA-10A Catalina. Ogółem zbudowano 828 sztuk tych samolotów nie licząc wersji kanadyjskiej.
W styczniu 1945 rozpoczęto produkcję ostatniej wersji tych samolotów-amfibii oznaczonych jako PBY-6A Catalina, w których zastosowano dwa silniki Pratt & Whitney R-1830-92 o mocy 1200 KM (883 kW).