Short Brothers fut l'un des plus importants concepteurs et fabricants d'hydravions à coque multimoteurs. Dans les années 1930, alors que les monoplans entièrement métalliques commençaient à remplacer les biplans, Short Brothers conçut une série d'hydravions civils quadrimoteurs — les modèles S.23, S.30 et S.33, connus sous les noms de « C-Class » ou « Empire Class ». Certains d'entre eux furent dotés d'équipements militaires et utilisés au combat.
L'expérience acquise lors de la production et de l'exploitation de ces appareils servit de base au développement d'un hydravion à long rayon d'action destiné aux missions de patrouille maritime et de lutte anti-sous-marine. Le prototype effectua son premier vol le 16 octobre 1937 sous la désignation Sunderland Mk.I. Au fil de son utilisation, l'appareil fut amélioré. La version suivante, le Sunderland Mk.II, reçut une tourelle dorsale ainsi que des moteurs Pegasus Mk.XVIII plus puissants. Certains exemplaires furent équipés, à titre expérimental, de radars ASV Mk.II.
Les Sunderland Mk.III et Mk.IIIA bénéficièrent d'un fuselage modernisé (avec un redan de coque redessiné) et du radar ASV Mk.III, logé dans des carénages en forme de goutte d'eau sous les ailes. Les versions ultérieures furent dotées de quatre mitrailleuses fixes dans le nez, destinées à neutraliser les servants de canons antiaériens sur les sous-marins. Au total, 456 appareils furent construits.
La dernière version du Sunderland, le Mk.V, était propulsée par des moteurs américains P&W R-1830-90B. L'armement était similaire à celui du Mk.III, mais le Mk.V était équipé d'un nouveau radar centimétrique ASV Mark VIC, également installé sur certains des derniers Mk.III produits. La production se poursuivit jusqu'en juin 1946 (155 exemplaires). Les nouveaux moteurs offraient de meilleures performances sans perte réelle d'autonomie : le Sunderland pouvait rester en vol même en cas de panne de deux moteurs sur une même aile, alors que le Mk.III standard perdait alors constamment de l'altitude.
Le Sunderland entra en service en 1938. Durant la guerre, ces appareils opérèrent au-dessus des océans Atlantique, Indien et Pacifique, de l'Arctique jusqu'aux zones tropicales. Les pilotes allemands le surnommèrent le « Porc-épic volant » en raison de son puissant armement défensif. Le Sunderland a joué un rôle crucial lors de la bataille de l'Atlantique, détruisant environ 28 sous-marins allemands et contribuant à en couler sept autres, ce qui lui a valu le surnom de « tueur de U-Boote ». Le 4 août 1943, un Short Sunderland Mk.III (code 3G) portant le numéro de série DD859, sous le commandement du *Flying Officer* Albert Bishop, a coulé le sous-marin ravitailleur allemand de type XIV U-489, surnommé « Milchkuh » (vache laitière).
Après la Seconde Guerre mondiale, le Short Sunderland a joué un rôle unique et essentiel lors du pont aérien de Berlin, en transportant des fournitures vitales vers la ville.
Le Sunderland a également connu le feu durant la guerre de Corée et lors d'opérations en Malaisie. Les derniers exemplaires en service au sein de la Royal New Zealand Air Force n'ont été retirés qu'en 1967.
Le Sunderland a aussi été utilisé dans l'aviation civile. Fin 1942, la British Overseas Airways Corporation (BOAC) a acquis six Sunderland Mark III et les a adaptés au transport de courrier, tout en prévoyant des aménagements rudimentaires pour sept passagers à destination du Nigeria et de l'Inde. La BOAC a reçu d'autres Mark III et a progressivement mis au point des aménagements plus confortables pour 24 passagers, incluant des couchettes pour 16 personnes. Cette version modifiée a été baptisée « Hythe » ; à la fin de la guerre, la BOAC en exploitait 29 exemplaires. Une autre adaptation civile du Sunderland, apparue après la guerre, fut le Sandringham. Les versions civiles de l'appareil ont été utilisées pour le transport de passagers jusqu'en 1974.