Контракт между ВМС США и Консолидейтед, предусматривающий поставку 60 PBY-1, стоимостью по 90000$ каждый, и запасных частей для них, был подписан 29 июня 1935 года. Поставки серийных машин начались в сентябре 1936 года. 5 октября первый серийный PBY-1 был принят военным экипажем на заводе Консолидейтед в Линдберг Филд, Сан-Диего и отбуксирован на другой берег залива, к причалам военно-морской базы Норт Айленд. Согласно архивам ВМС, первой строевой частью получившей новые самолеты стала патрульная эскадрилья 11F, но первым подразделением, полностью перевооруженным на PBY, стала эскадрилья VP-6F, также базировавшаяся в Норт Айленде.

PBY-1 был оснащен моторами Пратт Уитни R-1830-64 взлетной мощностью по 900 л.с. Оборонительное вооружение состояло из одного 7,6-мм пулемета в носовой турели, двух 7,6-мм пулеметов в бортовых стрелковых установках, закрывавшихся сдвижными люками и одного аналогичного пулемета в туннельной установке. Боезапас каждого пулемета составлял 1000 выстрелов, за исключением туннельного - там ограничились 500 патронами. В бортовых стрелковых точках могли устанавливаться и 12,7-мм пулеметы, но при этом их боезапас уменьшался до 800 выстрелов на ствол. Наступательное вооружение могло состоять из четырех 147-кг глубинных бомб или такого же количества бомб калибром от 226 до 453 кг или двух 646-кг торпед Mk. XIII. Патрульные эскадрильи флота, ранее вооруженные P2Y, не испытывали особых трудностей при переходе на новую летающую лодку Консолидейтед, быстро снискавшую себе репутацию надежной машины с высокими летными характеристиками, сохранившуюся за всеми последующими модификациями PBY. Как и в случае с любым новым самолетом, возникали мелкие проблемы, но они быстро решались представителями флота, Консолидейтед и Пратт Уитни. Требуемые доработки вносились на месте или самими моряками или работниками фирм.

Блестящей демонстрацией возможностей нового патрульного самолета стала операция по перегону 12 машин из Сан-Диего на Гавайи, через просторы Тихого Океана. Базировавшаяся в Перл-Харборе эскадрилья VP-6F прибыла в Сан-Диего, где получила новые самолеты. После завершения переподготовки, 27 января, она отправилась в обратный путь и через 21 час 48 минут все ее PBY благополучно прибыли в Перл-Харбор. Это был первый из «массовых» перелетов PBY, ставших в дальнейшем обычным делом. В апреле 1937 года VP-11F перегнала еще 12 PBY-1 на Гавайи, а в июне того же года VP-3F перегнала 23 самолета на свою базу Кою Соло в зоне Панамского канала, преодолев 5 297 км за 27 часов 58 минут. Во всех этих перелетах не случилось ни одной аварии или поломки.

PBY-1 состояли на вооружении патрульных эскадрилий до осени 1941 года, последняя машина была сдана 25 ноября 1941 года. По крайней мере три PBY-1, уцелевших после нападения японцев на Перл-Хар-бор 7 декабря, были снова переданы в патрульные эскадрильи в качестве замены для уничтоженных PBY поздних модификаций.

В начале войны несколько PBY-I служили во вспомогательных эскадрильях флота, но большая часть сохранившихся машин (а к 1941 году из 60 построенных самолетов потеряли всего 6) была сосредоточена в учебных эскадрильях в Джексонвиле и Корпус Кристи. Последняя «единичка» из Корпуса Кристи была списана 31 января 1945 года.