Katrina landete am 29. August um 6.10 Uhr CDT zum zweiten Mal als Hurrikan der Kategorie 3 mit Windgeschwindigkeiten von 205 km/h (125 mph) in der Nähe von Buras-Triumph, Louisiana. Da Katrina gerade von der Stärke der Kategorie 4 abgeschwächt war, und auch wegen der Form der Küstenlinie, wird angenommen, dass Winde der Kategorie 4 an Land existierten, während das Auge über Wasser war. Bei der Landung wurden Winde mit Hurrikanstärke 120 Meilen (190 km) aus dem Zentrum registriert, der zentrale Druck des Sturms betrug 920 mbar (27,17 inHg), und seine Vorwärtsgeschwindigkeit betrug 15 mph (10 km/h). Auf seinem Weg die östliche Küstenlinie von Louisiana hinauf wurden die meisten Gemeinden in Plaquemines, St. Bernard Parish und Slidell in St. Tammany Parish durch die Sturmflut und die starken Winde der Augenwand, die auch über den Osten von New Orleans hinwegfegten, schwer beschädigt, wobei die Stadt durch intensive Überschwemmungen und Windschäden Schäden in Höhe von 1 Milliarde US-Dollar erlitt.
Ursprünglichen Schätzungen zufolge handelte es sich bei Katrina um einen Hurrikan der Kategorie 4 mit Windgeschwindigkeiten von 220 km/h (135 mph); wie bereits erwähnt, schwächte sich der Sturm jedoch kurz vor der Landung auf die Intensität der Kategorie 3 ab. Die Gründe für diese Abschwächung sind noch nicht vollständig geklärt; während der Augenwand-Austauschzyklus eine Rolle spielte, könnten leicht zunehmende Scherung, sinkende Meeresoberflächentemperaturen, trockene Luft auf dem westlichen Halbkreis des Sturms und die Wechselwirkung mit der kontinentalen Landmasse ebenfalls eine Rolle bei der Schwächung des Wirbelsturms gespielt haben. Dies folgt dem Trend früherer starker Zyklone im Golf von Mexiko: alle Zyklone mit einem minimalen zentralen Druck von 973 mbar (28,73 inHg) oder weniger haben sich in den 12 Stunden vor der Landung an der Golfküste der Vereinigten Staaten abgeschwächt.
Wenige Stunden später, nach einer leichten Abschwächung, landete Katrina zum dritten Mal in der Nähe der Grenze zwischen Louisiana und Mississippi, mit anhaltenden Winden von 195 km/h (120 mph) und einem Druck von 928 mbar (27,37 inHg), immer noch mit einer Intensität der Kategorie 3. Der Mindestdruck bei seinem zweiten Landfall betrug 920 mbar (27,17 inHg). Damit war Katrina der drittstärkste Hurrikan, der die Vereinigten Staaten jemals heimgesucht hat, hinter dem Hurrikan Camille mit 909 mbar (26,85 inHg) im Jahr 1969 und dem Hurrikan Labor Day Hurricane von 1935 mit 892 mbar (26,35 inHg).
Da der Sturm so groß war, drückten seine äußerst zerstörerischen Augenwandwinde und der starke nordöstliche Quadrant des Sturms Rekord-Sturmfluten an Land und zerschlugen die gesamte Golfküste von Mississippi, einschließlich der Städte in Mississippi wie Waveland, Bay St. Louis, Pass Christian, Long Beach, Gulfport, Biloxi, Ocean Springs, Gautier und Pascagoula sowie in Alabama Bayou La Batre. Die Sturmfluten erreichten ihren Höhepunkt in Bay St. Louis, Mississippi, mit 8,5 m (28 Fuß) und in Mobile, Alabama, mit 4,0 m (13 Fuß), wo die höchste Sturmflut seit 1917 gemessen wurde. Die Sturmflut war aufgrund der Hydrologie der Region, der extremen Größe des Hurrikans und der Tatsache, dass sie erst kurz vor der Landung nachließ, besonders hoch. Als Katrina sich diagonal über den Mississippi landeinwärts bewegte, rissen die starken Winde eine Schadensschwadensbahn ab, die fast den gesamten Bundesstaat in Mitleidenschaft zog.