Se le instalaron cuatro motores Bristol Pegasus XXII de 1010, inicialmente con seis depositos verticales de combustible para 9206 lts, aumentada a 11602 lts con cuatro depositos detras del larguero principal. Su tripulacion original estaba constituida por siete hombres, acomodados en dos cubiertas, seis literas, cocina con hornillo, un pequeño taller, capacidad de carga para un amplio equipo como bombas fumigenas, bengalas de reconocimineto, boyas iluminadoras, señalizadores marinos y otros.Su carga belica estaba constituida por 907 kg de bombas, cargas de profundidad, minas u otras armas. Para esta epoca el armamento defensivo habia sido cambiado de la version original y estaba constituido por una torreta hidraulica caudal Nash&Thompson FN13 con cuatro ametralladoras Browning de 7,7mm; en la proa se habia instalado una torreta FN11 con una ametralladora Vickers operada por Gas (VGO). 

La RAF empezo a utilizar el Sunderland en Junio de 1938 cuando el segundo Mk I de produccion fue enviado al Escuadron 230° en Seletar, Malasia. Para la epoca de inicio de la guerra existian 40 unidades y a finales de 1941 eran 90. Hacia 1940 los Sunderland se habian mejorado con la adicion de dos ametralladoras VGO que se disparaban desde escotillas en la parte trasera de la cubierta superior de cada lado; ademas se añadio una segunda ametralladora en la torreta de proa, se colocaron helices de velocidad constante y 3,81 de diametro, bujes carenados, deshieladores en las alas y los deslizadores y a partir de Octubre de 1941 se lo doto de un radar ASV Mk II que cubria la parte trasera del casco con antenas dipolo Yagi en grupos de cuatro.
 

El 3 de Abril de 1940 un Sunderland atacado en aguas noruegas por seis Ju 88 , derribo uno, obligo a aterrizar otro y los demas debieron huir. A finales de 1941 se entrego el modelo Mk II, impulsado por motores Pegasus XVIII con sobrecompresores de dos velocidades, se mejoro el armamento con dos ametralladoras Browning en la torreta de proa, dos Browning mas en una torrreta dorsal FN7 en el lado derecho del casco y cuatro Browning en una torreta caudal FN4A con 1000 disparos por arma. En Diciembre de 1941 se entrego el modelo Mk III con un nuevo casco rediseñado en donde el mismo estaba suavemente carenado lo cual reducia la resistencia en vuelo. Se entregaron 461 unidades que estuvieron presentes en todos los teatros de la guerra. Este avion estuvo presente en la evacuacion de Creta  en donde llego a efectuar viajes con 82 pasajeros completamente armados ademas de la tripulacion. Estuvo presente en el Atlantico en lucha antisubmarina, equipandolo con el nuevo radar ASV Mk III que operaba en una banda por debajo de los 50cm y con las antenas carenadas en abultamientos bajo las secciones externas de las alas. Los sensores de los submarinos no podian detectar este nuevo radar, pero los mismos fueron equipados con cañones antiaereos de tiro rapido, lo cual dificulto la tarea de estos; posteriomente y con el fin de poderse defender de los cazas pesados de la Luftwaffe se aumento su armamento defensivo hasta completar dieciocho piezas. 

A mediados de 1942 se solicito un mejoramiento para poder actuar en el teatro del Pacifico, entregando la fabrica el modelo Sunderland IV provisto de motores Hercules, su rediseño fue tan completo que se lo denomino Seaford I. A principios de 1944 se remotorizo el Mk III con motores Pratt&Whitney R-1830-90B mejorandose su velocidad de trepada, techo de servicio y un leve incremento en la velocidad de crucero. Entro en produccion como Mk V con helices de Havilland Hydromatic; fue producido pr las factorias de Rochester, Belfast y Dumbarton como Mk V en 47,48 y 60 unidades respectivamente. El ultimo Sunderland salio de Belfast en Junio de 1946. Se mantuvo en servicio hasta Mayo 15 de 1959, participo en el Puente Aereo de Berlin y en la Guerra de Corea donde volo un total de 13380 horas en 1647 salidas.