Thủy phi cơ trinh sát Curtiss SOC Seagull đang được kéo lên tàu tuần dương hạng nhẹ USS Philadelphia tại Bắc Phi, năm 1942

Sau khi phát minh ra thủy phi cơ đầu tiên, chiếc Fabre Hydravion của Pháp vào năm 1910, tàu chở thủy phi cơ đầu tiên tiếp nối ra đời vào năm 1911 là chiếc La Foudre của Hải quân Pháp. Nó chở theo máy bay có gắn phao nổi trong hầm chứa ở mức sàn chính, nơi nó dùng cần cẩu để hạ máy bay xuống nước. La Foudre tiếp tục được cải tiến vào tháng 11 năm 1913 với một sàn phẳng dài 10 m (32 ft 10 in) dùng để phóng máy bay.[2] Một tàu chở thủy phi cơ khác trong thời sơ khai này là chiếc HMS Hermes, một tàu tuần dương cũ được cải biến với một sàn cất cánh vào giữa năm 1913. Tuy nhiên HMS Ark Royal mới là con tàu đầu tiên trong lịch sử được thiết kế và chế tạo như một tàu chở thủy phi cơ vào năm 1914

Thế Chiến I

Wakamiya của Hải quân Nhật là chiếc tàu đã tung ra cuộc không kích đầu tiên từ tàu sân bay vào tháng 9 năm 1914.

Trong cuộc phong tỏa Thanh Đảo, từ ngày 5 tháng 9 năm 1914, tàu chở thủy phi cơ Wakamiya của Hải quân Đế quốc Nhật Bản, lúc này đang neo đậu trong vịnh Giao Châu, đã tiến hành các cuộc không kích đầu tiên trên thế giới xuất phát từ một tàu sân bay.[3][4] Bốn thủy phi cơ Maurice Farman MF. 11 xuất phát từ Wakamiya đã ném bom các vị trí trên bộ còn do Đức chiếm giữ, bao gồm các sở chỉ huy và trung tâm thông tin liên lạc, và đã gây hư hại cho một tàu rải mìn tại Thanh Đảo cho đến ngày 6 tháng 11 năm 1914, khi quân Đức đầu hàng.[5]

Vào ngày 25 tháng 12 năm 1914, Hải quân Hoàng gia Anh đã thực hiện cuộc không kích Cuxhaven; thủy phi cơ được chuyên chở đến sát mục tiêu trong tầm hoạt động để trinh sát và ném bom các mục tiêu của Hải quân Đức tại Heligoland Bight.

Các tàu chở thủy phi cơ có hầm chứa để chứa và bảo trì máy bay, nhưng không có sàn đáp như một tàu sân bay thực thụ. Thay vào đó, chúng dùng cần cẩu để hạ máy bay xuống nước khi cất cánh và thu hồi sau khi hạ cánh. Chúng thường là những tàu buôn vũ trang được cải tạo hơn là những tàu được thiết kế chuyên biệt cho vai trò này. Nhưng khi máy bay càng tiến bộ, việc sử dụng chúng phát sinh nhiều bất cập. Máy bay chỉ có thể cất hay hạ cánh trên biển khi sóng lặng, và con tàu phải dừng lại để phóng hay thu hồi máy bay, cả hai quá trình này mất khoảng 20 phút. Tàu chở thủy phi cơ được bố trí khoảng 10 mi (8,7 nmi; 16 km) phía trước hàng chiến trận chính và được các tàu tuần dương hộ tống, để nó không bị tụt lại phía sau quá xa khi phóng máy bay lên. Thủy phi cơ cũng có tính năng hoạt động kém hơn máy bay thông thường do trọng lượng và lực cản của các phao nổi. Hầu hết tàu chở thủy phi cơ được tàu sân bay thay thế vào giai đoạn kết thúc Thế Chiến I, cho dù tầm quan trọng của máy bay vẫn thấp hơn nhiều so với hỏa lực của hải pháo.

Chiếc HMS Ark Royal của Anh là một tàu tiếp liệu thủy phi cơ có một sàn cất cánh. Thủy phi cơ có thể thu hồi trong khi con tàu đang di chuyển bởi thiết bị "Hein Mat", một tấm đệm thả nổi trên mặt nước kéo theo sau con tàu. Khi chiếc máy bay di chuyển lên tấm đệm, nó được cố định tương đối so với con tàu và có thể được trục lên tàu.

Tàu tiếp liệu thủy phi cơ Australia HMAS Albatross và một máy bay của nó đang bay ngang (AWM 300122).

Trong những năm giữa hai cuộc thế chiến, tàu tuần dương và thiết giáp hạm thường được trang bị thủy phi cơ trinh sát được phóng lên bằng máy phóng. Hải quân một số nước, đặc biệt là những nước không có tàu sân bay thực thụ, trang bị tàu sân bay chở thủy phi cơ có trang bị máy phóng để làm nhiệm vụ trinh sát cho hạm đội.

Thế Chiến II

Tàu tiếp liệu thủy phi cơ USS Timbalier (AVP-54) cùng với hai tàu bay Martin PBM Mariner sau Thế Chiến II, khoảng năm 1948.USS Gannet (AM-41)

Trong Chiến tranh thế giới thứ hai, cả Hải quân Hoa Kỳ lẫn Nhật Bản đều chế tạo một số tàu tiếp liệu thủy phi cơ để bổ sung cho số tàu sân bay của họ. Tuy nhiên chúng thường được tháo dỡ máy phóng và thường hay sử dụng như như tàu phụ trợ để phục vụ cho thủy phi cơ tại cảng hơn là ngoài chiến trường. Những máy bay này thường là máy bay tuần tra trinh sát tầm xa. Các tàu tiếp liệu cho phép bố trí nhanh chóng số máy bay này đến các căn cứ mới mà không cần phải xây dựng đường băng, và mọi cơ sở hậu cần đều là di động, giống như các tàu kho chứa phục vụ cho tàu tiếp liệu tàu ngầm và tàu tiếp liệu khu trục.

Hải quân Đức quốc xã trong Thế Chiến II không vận hành bất cứ tàu tiếp liệu thủy phi cơ nào, nhưng Không quân Đức có đến 19 tàu tiếp liệu thủy phi cơ. Hầu hết chúng đều được cải biến từ tàu dân sự và có thể mang theo 1-3 thủy phi cơ. Hải quân Pháp và Ý cũng đều có tàu tiếp liệu thủy phi cơ.

Tàu tiếp liệu thủy phi cơ trở nên lạc hậu ngay khi Thế Chiến II kết thúc. Một số còn tiếp tục phục vụ cho đến sau chiến tranh, nhưng đến cuối thập niên 1950 đa số đã bị tháo dỡ hay cải biến cho những vai trò khác, ví dụ như tàu sửa chữa máy bay trực thăng.