Theo Cơ quan quản lý khí quyển và đại dương quốc gia Mỹ (NOAA), Katrina bắt đầu hình thành như áp thấp nhiệt đới vào ngày 23/8/2005, ở vị trí cách đông nam quần đảo Bahamas khoảng 322km. Sáng sớm ngày 24/8, với dải mây bão định hình rõ ràng và các cơn gió giật 65 km/h, Katrina chính thức được gọi là bão nhiệt đới. 

Vào thời điểm thẳng tiến tới miền nam bang Florida, Mỹ ngày 25/8/2005, Katrina được đánh giá là cơn bão cấp 1 ôn hòa. Mặc dù có gây ngập lụt nhẹ và khiến 2 người chết trong đợt đổ bộ đầu tiên, nhưng nó dường như chỉ là một cơn bão bình thường trong mùa mưa bão hàng năm vẫn xuất hiện trong vùng. Sau khi tràn qua bang Florida, Katrina suy yếu và được tái phân loại thành bão nhiệt đới.

Tuy nhiên, ngày 26/8, Katrina bất ngờ mạnh lên thành bão cuồng phong ở Đại Tây Dương và trở thành siêu bão mạnh cấp 5 vào ngày 28/8, với tốc độ gió giật lên tới 280 km/h. Bão chuyển hướng di chuyển về phía bắc, hướng tới bờ biển bang Louisiana, Mỹ.

Katrina suy yếu thành bão cấp 3 trước khi đổ bộ vào Mỹ lần thứ hai, ở dọc khu vực biên giới giữa hai bang Louisiana và Mississippi vào ngày 29/8/2005, với sức gió giật mạnh 205 km/h. Đây là lúc bão tác oai, tác quái, gây hậu quả kinh hoàng tại 5 bang của Mỹ, nằm ven Vịnh Mexico. Trong đó, nơi hứng chịu tổn thất nghiêm trọng nhất là bang Louisiana với khoảng 1.300 người chết.

Thành phố New Orleans, thủ phủ bang Louisiana gần như bị mưa bão và nước biển dâng nhấn chìm. Gần 80% diện tích thành phố bị ngập trong biển nước. Ở những nơi bão tràn qua, nhiều nhà cửa bị phá sập hoàn toàn.

Xe cộ bị nước lũ cuốn trôi hoặc bị quăng quật dúm dó. Vô số cây lớn bị bật gốc rễ hoặc quật đổ nghiêng ngả. Nhiều cư dân địa phương trèo lên nóc nhà giữa biển nước mênh mông chờ được giải cứu.

Bên cạnh đó, bão Katrina còn phá hủy nghiêm trọng các hệ thống cung cấp điện của các bang Lousiana, Mississippi, Florida và Alabama, khiến hơn 1,3 triệu người không được sử dụng điện. Gió bão cũng hủy hoại nhiều cơ sở khai thác dầu mỏ (ít nhất 2 giàn khoan bị quật đổ) ở ngoài khơi Vịnh Mexico, nơi cung cấp khoảng 20% lượng dầu mỏ cho toàn nước Mỹ.

Một tổ chức nghiên cứu độc lập ở New Orleans thống kê, bão Katrina đã đẩy hơn 1 triệu người ở các bang ven Vịnh Mexico vào cảnh màn trời, chiếu đất. Hàng chục ngàn người buộc phải lánh nạn trong Trung tâm Hội nghị New Orleans và sân vận động Superdome của bang Louisiana. Tình hình ở cả hai nơi xấu đi nhanh chóng khi thức ăn và nước uống cạn kiệt dần. Điều kiện vệ sinh cũng không còn được đảm bảo.

Phẫn nộ gia tăng khi phải mất tới 2 ngày, chính quyền địa phương mới xúc tiến chiến dịch cứu hộ quy mô cần thiết. Trong khi chờ đợi, những cư dân mắc kẹt tại vùng thiên tai phải đối mặt với đói khát, nóng bức và sự thiếu chăm sóc y tế. Trong dư luận và truyền thông cũng bắt đầu xuất hiện các báo cáo về tình trạng cướp bóc, hãm hiếp và thậm chí cả giết người trong cơn khủng hoảng.

Khi hình ảnh về thành phố bị hủy hoại trong bão Katrina được lan truyền khắp thế giới, công chúng nhận ra một sự thật cay đắng rằng, đa số các nạn nhân là người Mỹ gốc Phi nghèo. Điều đó dẫn tới những hoài nghi lớn về tình trạng bất bình đẳng sắc tộc nghiêm trọng ở Mỹ.

Chính phủ liên bang và Tổng thống Mỹ khi đó George W. Bush bị chỉ trích vì các biện pháp ứng phó chậm trễ. Thống đốc bang Louisiana Kathleen Blanco và Thị trưởng New Orleans Ray Nagin cũng bị lên án dữ dội vì không ra lệnh sơ tán bắt buộc sớm hơn.

Không chịu được sức ép dư luận, Giám đốc Cơ quan kiểm soát các tình trạng khẩn cấp liên bang (FEMA) Michael D. Brown và lãnh đạo Sở cảnh sát New Orleans Eddie Compass đã đệ đơn xin từ chức.

Theo ước tính, cơn bão khủng khiếp đã cướp đi sinh mạng của hơn 1.800 người và gây tổng thiệt hại kinh tế ước tính lên tới hơn 150 tỉ USD. Các công ty bảo hiểm chỉ chi trả khoảng 40 tỉ USD cho những thiệt hại này. Song, Mỹ đã nhận được vô số đề nghị hỗ trợ nhân đạo của quốc tế, ngay cả từ những quốc gia nghèo như Bangladesh và Sri Lanka. Chỉ tính riêng các khoản quyên góp ủng hộ nạn nhân thiên tai của các cá nhân Mỹ đã lên tới 600 triệu USD.

Trong báo cáo kết luận điều tra của Nhà Trắng, công bố ngày 23/2/2006, nhà chức trách Mỹ thừa nhận, sự thiếu kinh nghiệm, kế hoạch đối phó "sai sót nghiêm trọng", tình trạng vô kỷ luật và việc điều hành không hợp lý đã cản trở công tác cứu hộ của chính quyền trong vụ bão Katrina.

Báo cáo cũng nêu bật 11 vấn đề cần cải thiện trong việc đương đầu với các thảm họa trong tương lai. Trong đó, Cố vấn an ninh nội địa của Nhà Trắng Frances Townsend đề xuất trao thêm quyền kiểm soát công tác cứu hộ cho Lầu Năm Góc, cũng như tăng cường tính tương tác giữa các bộ, ngành chính phủ và các cơ quan cứu trợ.

Tổng thống Bush tuyên bố chọn ngày 16/9 là ngày quốc gia tưởng nhớ các nạn nhân thiệt mạng trong siêu bão Katrina.

10 năm sau thảm họa, thành phố New Orleans đã được tái thiết nhưng vẫn chưa hồi phục hoàn toàn. Rất nhiều người đã quyết định rời bỏ nơi này để mưu sinh ở nơi khác, trong khi nhiều dấu tích của cơn bão vẫn còn đó. Tính tới năm 2013, số cư dân da màu tại đây ít hơn 100.000 người so với năm 2005. Số lượng cư dân da trắng cũng giảm khoảng 11.000 người.

Cho đến năm 2015, chính quyền Mỹ đã chi tổng cộng hơn 70 tỷ USD từ ngân sách liên bang để hỗ trợ các bang bị ảnh hưởng khôi phục hạ tầng và kinh tế sau bão.