Первый опытный XOS2U-1 поднялся в небо 1 марта 1938 г. на аэродроме Ист- Хартфорд в штате Коннектикут. Самолет в колесном варианте пилотировал П. Бейкер. 19 мая машина совершила первый взлет с воды.
Современная технология позволила существенно снизить вес самолета. При этом удалось использовать значительно менее мощный, чем у SOC, двигатель, не потеряв летных характеристик. Скорость осталась практически той же (она не считалась очень важной для самолета такого назначения), дальность полета и потолок существенно выросли. Колесный вариант весил на 378 кг меньше, чем поплавковый, и к тому же отличался несколько лучшей аэродинамикой, благодаря чему выигрывал по всем летным качествам, особенно по скороподъемности. Присущие монопланной схеме трудности со взлетно-посадочными характеристиками конструкторы в значительной степени парировали хорошей механизацией крыла. Самолет был достаточно устойчив и отличался неплохой управляемостью. В ходе испытаний в конструкцию внесли лишь несколько существенных изменений: добавили третью стойку, соединяющую фюзеляж и поплавок почти у самого водяного руля, изменили форму поддерживающих поплавков и удерживающую их систему подкосов.
Самолет приняли на вооружение американского флота под маркой OS2U- 1 и приступили к его серийному производству. Первая серийная машина была готова в апреле 1940 г. Она отличалась от опытной мотором R-985-48 и уширенным килем, улучшившим путевую устойчивость. Испытывались OS2U-1 на линкоре "Колорадо", в эскадрилье VO-4. Морские летчики самолет приняли неплохо. В сравнении со своими "современниками", катапультными поплавковыми разведчиками других флотов мира, OS2U-1 выглядел "середняком", не выделяясь особенно ни в хорошую, ни в плохую сторону. Английская лодка-амфибия "Уолрес" (Walrus), например, была еще тихоходнее. А советский биплан КОР-1 Г. М. Бериева, оснащенный значительно более мощным мотором М-25В (700 л. с.), превосходил OS2U-1 в скорости всего на 17 км/час и около километра выигрывал в практическом потолке, зато более чем вдвое уступал ему в дальности полета.
До конца 1940 г. "Воут-Сикорский" изготовила пятьдесят четыре OS2U-1. 15 из них отправили на базу морской авиации Пенсакола, б – на линейные корабли Тихоокеанского флота, стоявшие в Перл- Харборе, и еще 12 – на линкоры, базировавшиеся в Аламеде. В этом же году с конвейера сошли первые OS2U-2 с чуть более мощными (455 л. с.) двигателями R-985-50. Всего их изготовили 158: 46 машин получила авиабаза в Пенсаколе, 53 – такая же база в Джексонвилле.
