Le prototype de taille réelle XPBM-I commandé en juin 1937, vole pour la première fois en février 1939, et les premières livraisons datent de 1940. Le PBM-I emporte sept hommes d'équipage, sa voilure est en forme d'aile de mouette, les deux dérives sont inclinées, sa capacité est de 900 kg de bombes et il est muni de tourelles défensives a l'avant, a l'arrière et sur le dos. La version améliorée PBM-3 apparaît en 1942, les différences portent sur des fuseaux-moteurs plus longs permettant un emport plus important, et des flotteurs d'ailes plus grands, non rétractables et soutenus par des pylônes.

Les diverses versions seront le 3B (32 construits pour la R.A.F.), le 3C (274 construits pour l'U.S. Navy), le 3D (201 construits), le 3R (50 construits) et le 3S (156 construits). Les différences portent sur les moteurs, les systèmes défensifs, les tourelles commandées à distance, un radar monté derrière le poste de pilotage et la capacité en carburant. En mai 1943, arrive le PBM-5 équipé de moteurs plus puissants et d'un radar APS-15 plus compact. Les livraisons commencent en septembre 1944, il sera produit jusqu'en 1949 et sera utilisé pour du sauvetage en mer et de la surveillance maritime (591 exemplaires).