试飞过程中一直有报告说 XP3Y 存在方向稳定性和操控方面的问题，随即厂方进行了数项改动但成效不大。隐患在 5~6 月间进行的轰炸测试中暴露出来，较差的方向稳定性和过高的方向舵舵力影响了轰炸精度。经查是因为在此前增加了方向舵面积，但同时加大了舵力，于是再次修改方向舵。
7 月 XP3Y 回到诺福克继续水上测试。7 月 27 日在一次降落中严重损坏，幸好机身防水壁和水密门发挥了作用，阻止了飞机的下沉，XP3Y 得以被拖回航空站维修。在一次破纪录的从东海岸经由运河区的转场飞行后，XP3Y 的水上测试于 10 月完成。
海军测试部的最终报告中评价 XP3Y-1 投产是“可以接受”，但付上了以下几条改善飞行品质和运作能力的建议：
提供向后下方射击的机枪站
改进腰部机枪站并为机枪手提供视野更好的观察窗
增大载弹量
修改方向舵及其操纵系统以改善稳定性和方向控制
改进机鼻机枪站
无论如何，对 PBY 的未来意义重大的是测试部最终报告中关于性能的部分：
实测数据 性能要求 最大速度（公里/小时） 274.82 256 最小速度（公里/小时） 93.32 96.54 服役升限（米） 5669.28 4572 起飞时间（秒） 22 60 空重（千克） 5,700 5,918
1935 年 6 月，海军与联合签署了生产 60 架 P3Y-1 的合同，联合在圣迭戈（San diego）的新工厂开始为生产准备工装设备。生产型上采纳了测试部的建议，重新设计方向舵、延伸方向舵下的机身、在尾舱内增加一个向下射击的机枪站，在飞行时通过打开机腹舱门向后下方射击（迅速被称为“机腹机枪”），配备机鼻机枪转塔，对发动机进行更改以匹配生产型 R-1830-64。
XP3Y 返回圣迭戈工厂实施上述改进，完成后的飞机型号变为 XPBY-1，但保留了原先的航空局序列号（BuNo）9459。型号中增加的“B”表示该型机具备炸弹携载能力。公司飞行员比尔. 惠特利驾驶 XPBY-1 作了最后一次展示飞行，1936 年 5 月 21 日该机交付海军开始军方试飞。军方试飞结果令人满意，仅提出方向舵及其控制系统的小改动。实际上最初原型机试飞所发现的主要问题就是方向稳定性及控制问题，生产型引入的方向舵及控制系统的改进将上述问题降低到可接受的程度，但还没有彻底根除。最后还是海军工程师在 PBY 派生型 PBN、PB2B-2 及最终型号 PBY-6A 上通过完全重新设计垂尾和平尾翼面才得以彻底解决。
PBY-1 水上飞机
在 1935 年 6 月 29 日签订的 60 架 PBY-1 的合同中，单价是 9 万美元连备件。1936 年 9 月联合开始交付 PBY-1，10 月 5 日首架生产型在圣迭戈林德伯格机场（Lindbergh Field）的联合工厂被海军机组接收，后者驾机飞过圣迭戈湾抵达北岛（North Island）的海军航空站。11F 巡逻中队（VP-11F）成为海军首个接收 PBY 的单位，但同一基地的 6F 中队（VP-6F）却成为首个完全装备 PBY 的中队。
1936 年 7 月 7 日，VP-12 中队的一架 PBY-1 在华盛顿沙滩角，机鼻的投弹窗外有百叶窗式护门
PBY-1 的动力装置是普惠 R-1830-64，起飞功率 900 马力。自卫武器包括机鼻机枪转塔的一挺 7.62 毫米机枪，腰部机枪站的两挺 7.62 毫米机枪，以及腹部机舱内的一挺 7.62 毫米机枪。除腹部机枪备弹 500 发外，其余机枪都是 1,000 发。腰部机枪站也可以安装 12.7 毫米机枪，但弹药减少到 800 发。攻击武器包括 4 枚 147 千克深水炸弹，4 枚 225 千克炸弹，或 4 枚 454 千克炸弹，或两枚 646 千克 MarkXIII 鱼雷。
从编号可以看出，这是 VP-12 的 10 号机 PBY-1
舰队巡逻中队在 P2Y 上获得的经验帮助他们顺利过渡到 PBY-1，从此 PBY 系列开始树立了性能与可靠性方面的良好声誉。与所有新型号一样，服役初始总会碰到一些问题，但其中大部分都无关紧要。海军、联合、普惠三方迅速制定出修正措施，或在中队人员的帮助下，或由厂商驻基地技术人员付诸实施。
由于对 PBY 可靠性的信任，许多中队在换装 PBY 后都选择了从换装地直飞基地，这几乎成为 PBY 交付的传统。珍珠港基地的 VP-6F 中队前往圣迭戈换装 PBY-1，换装完毕后该中队于 1937 年 1 月 27 日傍晚驾驶 12 架 PBY-1 编队飞离圣迭戈，21 小时 48 分后抵达珍珠港上空，这是一次跨太平洋的远距飞行，也是 PBY 首次“例行”大规模交付飞行。1937 年 4 月，VP-11F 将 12 架 PBY-1 转场至夏威夷，6 月 VP-3F 将 23 架转场至运河区可可-琐罗（Coco Solo）基地，航程 5,297 公里，耗时 27 小时 58 分。所有这些飞行都按时完成且没有遭遇事故或机械故障，轰动一时。
最后一架 PBY-1 于 1941 年 11 月 25 日交付舰队巡逻中队。在太平洋战争初期，仅剩一小部分 PBY-1 继续在一线中队中服役，大部分幸存飞机（至 1941 年底，60 架飞机损失 6 架）被转交给位于杰克逊维尔（Jacksonvilie）和科珀斯克里斯蒂（Corpus Christi）的训练中队。1945 年 1 月 31 日最后 1 架 PBY-1 在科珀斯克里斯蒂退役。
GUBA 号
联合 PBY 系列中的首个民用型就是 GUBA 号，这是 PBY-1 的派生型，公司型号为 Model 28-1。理查德.阿克伯德博士（Richard Archbold）在 1937 年向联合购买了 GUBA 号，用于计划中的新几内亚内陆高原探险。但是当年夏天，苏联飞行家列凡恩斯基（Levanensky）与他的机组在跨北极的飞行中失踪，苏联政府急于寻求远程飞机用于进行大规模搜救，说服阿克伯德转让 GUBA 号。这架飞机由探险飞行家休伯特.威尔金斯爵士（Hubert Wilkins）指挥进行了长时间的搜索后无功而返。随后苏联继续将 GUBA 号用于通用运输任务，1942 年 7 月 25 日，老旧的 GUBA 号系泊在在诺瓦亚赞姆亚（Novaya Zemlya）港时，被德国 U 艇摧毁。