首架 PBY-2，BuNo 0454，1937 年 5 月 15 日交付 VP-12
1939 年珍珠港基地第 2 巡逻机联队 VP-10 的 PBY-2
首架 PBY-2 在 1937 年 6 月完工，圣迭戈第 11 巡逻中队首先装备新型号，到 10 月接收完毕 12 架。可可-琐罗的 VP-2 到 11 月换装完毕，珍珠港的 VP-10 在年末接收完毕 12 架。VP-7 和 VP-17 在 1938 年 1 月 PBY-2 生产结束时部分装备了该机。
借鉴装备 PBY-1 时的经验，换装 PBY-2 的中队都前往圣迭戈进行换装训练，随后驾驶新飞机返回基地。
VP-2 于 1937 年 12 月 8 日将 14 架 PBY-2 转场返回运河区可可-琐罗基地。1938 年 1 月 19 日，创造跨太平洋转场飞行先例的 VP-10 中队（1934 年 1 月 10/11 日驾驶 6 架 P2Y-1 转场至夏威夷）将 18 架 PBY 转场到夏威夷，航程 4,108 公里，耗时 20 小时 30 分。1942 年 5 月 21 日，巡逻中队的最后一架 PBY-2 转交给训练司令部，1945 年 4 月 30 日，最后一架 PBY-2 从海军装备清单上注销。
