Bão Katrina phát triển từ áp thấp nhiệt đới Twelve trên vùng Đông Nam Bahamas vào ngày 23 tháng 8 năm 2005, kết quả từ sự tương tác giữa một sóng đông và những tàn dư của áp thấp nhiệt đới Ten. Hệ thống dần mạnh lên thành bão nhiệt đới Katrina vào sáng sớm ngày 24 tháng 8. Cơn bão di chuyển hướng đến Florida, và đạt cấp độ bão cuồng phong chỉ hai giờ trước khi nó đổ bộ vào địa điểm giữa Hallandale Beach và Aventura trong sáng sớm ngày 25 tháng 8. Katrina suy yếu trên đất liền, nhưng đã mạnh trở lại thành bão cuồng phong chỉ một giờ sau khi đi vào vịnh Mexico, và nó tiếp tục mạnh thêm trên vùng nước ngoài khơi. Vào ngày 27 tháng 8, Katrina đạt cấp độ 3 trong thang bão Saffir-Simpson, trở thành cơn bão lớn thứ ba của mùa bão. Sau đó, một chu trình thay thế thành mắt bão làm gián đoạn quá trình tăng cường độ, nhưng đã giúp cơn bão tăng kích thước lên gần gấp đôi.[1] Trên vịnh Mexico, Katrina tăng cường mạnh mẽ, từ bão cấp 3 lên thành bão cấp 5 chỉ trong vòng 9 tiếng. Nguyên nhân giúp Katrina mạnh lên rất nhanh là nhờ nhiệt độ nước biển trên bề mặt của dòng lặp trong vịnh ấm bất thường.[8]

Trong sáng sớm ngày 28 tháng 8 Katrina mạnh lên thành bão cấp 5 và đạt đỉnh vào thời điểm 1800 UTC cùng ngày, với vận tốc gió duy trì liên tục trong một phút tối đa 175 dặm/giờ (280 km/giờ) và áp suất trung tâm tối thiểu 902 mbar (26,6 inHg). Trị số áp suất đo được này giúp Katrina trở thành cơn bão Đại Tây Dương mạnh thứ tư từng được ghi nhận trong lịch sử vào thời điểm đó; đồng thời là cơn bão mạnh nhất từng ghi nhận được trên vịnh Mexico. Tuy nhiên, vị trí thứ 4 đã bị đẩy lui xuống thứ 6 bởi bão Rita và bão Wilma sau này trong mùa bão; và kỷ lục bão mạnh nhất trên vịnh Mexico cũng bị phá vỡ bởi Rita.[1] Tiếp theo Katrina suy yếu và đổ bộ lên địa điểm gần Buras-Triumph, Louisiana vào thời điểm 1110 UTC ngày 29 tháng 8 với cường độ bão cấp 3 cùng vận tốc gió 125 dặm/giờ (200 km/giờ). Tại thời điểm đổ bộ, trường gió bão cuồng phong (≥ 75 dặm/giờ) trải rộng 120 dặm (190 km) từ tâm bão ra phía ngoài, áp suất tối thiểu khi đó là 920 mbar (27 inHg). Sau khi di chuyển qua vùng Đông Nam Louisiana và eo Breton, cơn bão đổ bộ lần thứ ba gần biên giới Louisiana–Mississippi với vận tốc gió 120 dặm/giờ (190 km/giờ), vẫn ở cường độ bão cấp 3. Katrina đã duy trì cường độ ổn định khi tiến vào Mississippi, cuối cùng suy yếu thành bão nhiệt đới trên khu vực gần Meridian, Mississippi khi đã đi sâu được 150 dặm (240 km) vào trong đất liền. Katrina tiếp tục giảm cấp xuống còn áp thấp nhiệt đới trên khu vực gần Clarksville, Tennessee, nhưng những tàn dư của nó có thể nhận ra lần cuối cùng trên vùng Đông Ngũ Đại Hồ trong ngày 31 tháng 8, thời điểm mà nó bị hấp thụ bởi một front lạnh. Kết quả tạo ra một cơn bão ngoại nhiệt đới di chuyển nhanh chóng theo hướng Đông Bắc và tác động đến vùng miền Đông Canada.[1]