V polovině 30. let se Americké námořnictvo horlivě snažilo nahradit své zastarávající létající čluny novějšími modely. Kvůli tomu vyhlásili soutěž mezi výrobci letadel - její vítěz měl být odměněn objednávkou.

Firma Martin do soutěže přihlásila různé verze svého čtyřmotorového stroje Model 160, ale žádný z nich si od námořnictva nevysloužil větší ohlas. V Martinu se toho ale nezalekli a po úpravách vznikl dvoumotorový stroj s označením Model 162.

Ten už se setkal s úspěchem - námořnictvo neváhalo a objednalo výrobu prototypu. Prototyp s označením XPBM-1 “Mariner” vzlétl ke svému prvnímu letu v únoru 1939. Po úspěšných testech byl letoun zařazen do výzbroje USN už v září 1939.

Koncem roku 1940 získal Martin velkou objednávku na další výrobu létajících člunů. Protože ale v té době byly výrobní kapacity Martinu plné, byla jejich výroba odložena. PBM byl zatím dále vylepšen, proběhla montáž nových motorů, zvětšení celkové velikosti a zdvojnásobení povolené hmotnosti nákladu. Nový PBM-3 Mariner začal sjíždět z výrobních linek v roce 1941 a první série tvořená 32 stroji byla zařazena do výzbroje v roce 1942.

Marinery působily zejména v USN před vypuknutím 2. sv. války v roli hlídkového stroje a během války pak v protiponorkové roli v Atlantiku, ale i v různých operacích v Pacifiku.

Létající čluny PBM-3 Mariner třetí série sloužily velmi krátce během 2. sv. války, když byla drtivá většina PBM-3 od první série předělána na neozbrojené dopravní stroje. Přesto se letoun velmi osvědčil a byl vyráběn ve velkých počtech - celkově se napříč verzemi vyrobilo více než 1360 Marinerů. Ty používaly v menších počtech i další země, namátkou Velká Británie, Austrálie, Argentina, Uruguay a Nizozemí. Poslední stroje typu Mariner byly vyřazeny z výzbroje v 60. letech, když byly nahrazeny modernějšími letouny.