Au moins deux grandes éruptions explosives se sont produites sur le mont Katmai au Pléistocène mais leur date précise est inconnue. Avant 1912, le volcan se présentait sous la forme d'une montagne composée de quatre stratovolcans, dont deux datés du Pléistocène, alignés selon un axe nord-est-sud-ouest. La plupart de ces sommets ont été détruits lors de l'éruption du 6 juin au 21 juillet 1912, la seule connue avec certitude du mont Katmai.
Cette éruption de 1912 d'indice d'explosivité volcanique de 3 a émis 23 millions de mètres cubes de téphras au cours d'explosions phréatiques qui projettent de la lave et des cendres volcaniques. En un mois et demi, la pression dans la chambre magmatique du volcan diminue suffisamment pour provoquer l'effondrement du sommet de la montagne, créant la caldeira actuelle. Sur la fin de cette éruption, un dôme de lave se met en place dans le fond de la caldeira et devient une île lorsque cette dernière se rempli d'eau, créant alors le lac de cratère actuel. Par la suite, ce dôme de lave cesse d'être une île lorsqu'il est submergé par le lac dont le niveau augmente. Les précipitations qui alimentent le lac donnent également naissance aux glaciers qui couvrent les flancs de la montagne et descendent dans les vallées environnantes. Les dépôts pyroclastiques, principalement des cendres volcaniques, qui recouvrent depuis 1912 la vallée des Dix mille fumées s'étendant au nord-ouest du volcan n'ont pas été formés par l'éruption du mont Katmai mais par celle du Novarupta, la plus puissante du XX siècle, qui s'est déroulée en même temps, du 6 juin à octobre 1912. De plus, la création de la caldeira du mont Katmai n'est pas imputée uniquement à son éruption mais également à celle du Novarupta.
Cinq autres éruptions postérieures à celle de 1912 et antérieures à 1931 ont été finalement discréditées.
