Après les premières livraisons de PBY Catalina en 1935, produit aussi par la Consolidated Aircraft, la Navy commence à émettre le besoin d'une nouvelle génération de patrouilleur bombardier. Deux prototypes, le XPB2Y-1 et le Sikorsky XPBS-1, furent mis en concurrence dès 1936. Le premier prototype de Coronado vola le 17 décembre 1937.
Après une série d'essais, le XPB2Y-1 connut quelques problèmes de stabilité, qui seront corrigés dans le modèle suivant, le PB2Y-2 avec une aile plus grande, une double dérive et quatre moteurs en étoile Pratt & Whitney R-1830. Les deux moteurs internes (les plus près du fuselage) sont équipés de d'hélices quadripales à lancement réversible et les deux autres moteurs d'hélices tripales. Comme le Catalina avant lui, les flotteurs du Coronado situés sous les ailes étaient rétractables pour diminuer le phénomène de trainée, augmentant ainsi son autonomie.
Le programme d'amélioration de l'appareil continua tout au long de la guerre. Ainsi le PB2Y-3 qui se voit équipé de réservoirs auto-obstruants et de plaques de blindage supplémentaire, prend du service juste après l'attaque de Pearl Harbor. Le prototype XPB2Y-4 propulsé par quatre moteurs Wright R-2600 présenta un nette amélioration des performances du modèle, mais ne justifiant pas le renouvellement complet de la flotte de Coronado, composée en grande partie par des PB2Y-3. Cependant, un grand nombre de ces PB2Y-3 furent convertis en PB2Y-5, en remplaçant leurs moteurs R-1830-92 par des R-1830.
Une grande majorité de PB2Y-3 fut utilisée en tant qu'avion de transport, volant bas pour éviter le combat, en supprimant le poids inutile des turbocompresseurs qui handicapaient l'avion à basse altitude.
