Durch geringe Motorleistung in den Anfangsjahren der Luftfahrt brauchten Flugmaschinen zum Erreichen der Abhebegeschwindigkeit oft Starthilfevorrichtungen. Das erste „Flugzeugkatapult“ verwendete Samuel Pierpont Langley auf dem Potomac-River im Oktober 1903, wobei sein Tandemflugzeug von Bord eines Hausbootes, auf dessen Dachfirst das Katapult installiert war, geschleudert wurde und in den Fluss stürzte. Auch die Brüder Wright verwendeten für ihren ersten Motorflug im Dezember 1903 eine Startvorrichtung, die mittels eines Fallgewichtes und Seilumlenkungen dem Fluggerät die nötige Anfangsbeschleunigung verlieh.
Die Geschichte der eigentlichen Katapultflugzeuge begann 1927 mit dem im Auftrag der Reichsmarine entworfenen Heinkel-Flugzeugkatapult K 1, dessen zivile Nachfolger dazu dienten, Postflugzeuge von Bord von Ozeandampfern zu starten. Diese Flugzeuge flogen mit der Post – zur Beschleunigung des Transports – dem Dampfer voraus, sobald der Zielhafen in Reichweite lag. Die Deutsche Lufthansa nutzte Katapultschiffe, die im Atlantik als Zwischenstation für Flugboote und Schwimmerflugzeuge stationiert waren. Haupttyp war in der Anfangszeit der Dornier Wal, ihm folgte die modernere Do 18. Die dieselgetriebenen drei- und viermotorigen Typen BV 138, Ha 139 und Do 26 gehören bis heute zu den größten Flugzeugen, die speziell als Katapultflugzeug ausgelegt waren.
Die Militärs erkannten bald den Nutzen von Aufklärungsflugzeugen, um den Sichtbereich der Schiffe vergrößern zu können und eine Feuerleitung der schweren Geschütze über den Horizont hinaus zu ermöglichen. Ursprünglich gab es zu diesem Zweck seit dem Ersten Weltkrieg eine Vielzahl von Flugzeugmutterschiffen und Flugzeugtendern, die Wasserflugzeuge zum Nachtanken und zur Wartung aufnehmen konnten, diese aber zum Start wieder ins Wasser zurücksetzen mussten. Das Bordkatapult ermöglichte nun zumindest den Start von Bord aus, auch bei schwerem Seegang. Das Wiederaufnehmen der Flugzeuge unter diesen Bedingungen blieb schwierig. Dennoch war bis zum Ende des Zweiten Weltkrieges praktisch jedes Kriegsschiff, das groß genug war, mit einem Bordkatapult und entsprechenden Flugzeugen ausgestattet. Die meisten Bordflugzeuge konnten kleinere Bomben mitführen, die im Wesentlichen der U-Boot-Abwehr dienten. Vornehmlich in Japan war man auch bestrebt, diese Katapultflugzeuge für offensive Aufgaben zu verwenden, z. B. als Jagdflugzeuge (A6M2-N „Rufe“) oder Sturzbomber (Aichi E16A). In Japan gab es auch einige spezielle Wasserflugzeugträger der Chitose-Klasse, die mit mehreren Katapulten ausgerüstet waren. Auch die französische Commandant Teste war für vergleichbare Zwecke ausgelegt. Nach der Schlacht von Midway war der Bedarf an Flugzeugtragenden Schiffen bei der Japanischen Marine hoch. So entstanden aus bereits vorhandenen Kreuzern und Schlachtschiffen die Hybridflugzeugträger Mogami und die der Ise-Klasse
Im Gegensatz zu Radflugzeugen, die mittels Katapult vom Flugdeck eines Flugzeugträgers gestartet werden, bedurften katapultfähige Wasserflugzeuge einiger technischer Einrichtungen, die den Betrieb ermöglichen. Zum einen hatten die Bordkatapulte einen sog. Katapultschlitten, auf den die Flugzeuge aufgesetzt wurden. Die dazu nötigen Beschläge am Rumpf oder den Schwimmern mussten dauerhaft den Belastungen des Katapultstartes verkraften, ohne dabei die Wasserdichtigkeit des Flugzeuges zu gefährden. Zweitens mussten Beschläge für das Hebegeschirr des Bordkrans vorhanden sein, die zudem von der Besatzung erreichbar sein mussten, um die Kranhaken dort einzuhängen. Zum Dritten wurden zumindest bei einigen Typen Versuche unternommen, das Flugzeug mittels eines sog. Schleppsegels an Bord zu nehmen, welches meist am Heck des Schiffes befestigt war und nachgeschleppt wurde. Da dies praktisch einer Strandung gleichkam, mussten die Kiele oder Rumpfunterseiten dafür stark genug ausgelegt sein, um die Schwimmfähigkeit nicht zu gefährden. Beim Dornier Wal war der Rumpfboden derart robust ausgelegt, dass sogar Starts und Landungen auf Eis und Schnee möglich waren.
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