В 1961 г. под маркой Pontiac выпускались четыре полноразмерных модели: Bonneville, Star Chief, Ventura и Catalina. Все они были основаны на универсальной платформе GM B-body с новой периферийной рамой "Torque-Box", но у первых двух колёсная база составляла 123" (3124 мм), а у остальных - 119" (3023 мм). Серия Bonneville состояла из хардтоп купе, хардтоп седана, кабриолета и 5-дверного универсала, серия Star Chief - из 4-дверного седана и хардтоп седана, серия Ventura - из хардтоп купе и хардтоп седана, а серия Catalina - из 2-дверного купе, 4-дверного седана, хардтоп купе, хардтоп седана, кабриолета и 5-дверного универсала. Все 4-дверные седаны, хардтоп седаны Vista и универсалы Safari имели плоскую крышу, а хардтоп купе продолжали выпускаться с выпуклой крышей в форме паруса. В сравнении с 1960 г. габариты машин немного сократились, линии кузова стали более чёткими, плавники исчезли, а решётка радиатора снова была разделена на две части. Внешние различия между сериями сводились к форме задних фонарей (тройные круглые у Bonneville и Star Chief, овальные у Ventura и Catalina) и хромированной отделке боковой "стрелы".

Pontiac Catalina 1961 г. оснащался различными вариантами одного и того же двигателя Trophy V8 389 объёмом 6364 см3. В стандартной версии с двухкамерным карбюратором он развивал 215 л.с. в паре с 3-ступенчатой механической коробкой передач или 267 л.с. - с 3-ступенчатой автоматической Roto Hydramatic (на моделях Bonneville и Star Chief использовалась старая 4-ступенчатая трансмиссия Hydramatic). Без доплаты можно было получить его экономичную версию мощностью 230 л.с., а в качестве опций - варианты с 4-камерными карбюратором мощностью 235, 267, 303 или 333 л.с. и с тремя 2-камерными карбюраторами мощностью 318 или 348 л.с. Ближе к концу года в каталоге появился 6.9-литровый гоночный мотор Super Duty V8 421 с двумя 4-камерными карбюраторами, мощностью 373 или 405 л.с. Он был доступен за дополнительные $2250, в то время как сам Pontiac Catalina стоил от $2700. Вместе с этим двигателем были предложены такие вещи, как 4-ступенчатая механическая коробка передач Borg-Warner T10 с напольным рычагом Hurst, алюминиевые бамперы, воздухозаборник на капоте и облегчённая рама с проделанными в ней отверстиями, известная как "швейцарский сыр".

В 1962-1964 гг. Pontiac Catalina проходил ежегодные стилистические обновления, но внутри практически не менялся. В 1962 г. 2-дверный хардтоп получил новую крышу с широкими задними стойками, похожую на мягкий верх кабриолета. В 1963 г. сдвоенные фары на всех полноразмерных моделях Pontiac были установлены вертикально друг на друге, а разделённая на две части решётка радиатора осталась горизонтальной. Модификации с двигателем V8 389 мощностью 333 и 348 л.с. уступили место "дорожным" версиям мотора V8 421 с одним 4-камерным карбюратором (353 л.с.) или тремя 2-камерными (370 л.с.). Коробка передач Borg-Warner T10 в 1963 г. была заменена 4-ступенчатой механической собственной конструкции, обозначенной как Muncie, а в список опций вошли регулируемое в 6-ти позициях рулевое колесо, круиз-контроль и радио AM/FM. В 1964 г. для хардтоп купе и кабриолетов Catalina был предложен пакет 2+2, который включал стандартный двигатель V8 389 мощностью 283 л.с., усиленную подвеску и ковшеобразные передние сиденья.

Pontiac Catalina участвовал в чемпионате NASCAR с 1959 по 1963 гг., соревнуясь с полноразмерными моделями Ford, Plymouth и Chevrolet. У него было три козыря, обеспечившие ему превосходство над конкурентами: широкая колея ("Wide-Track"), аэродинамическая крыша (1959-1961) и 6.9-литровый двигатель Super Duty V8 421 мощностью 405 л.с. (1962-1963). Победа среди автопроизводителей досталась Pontiac только в 1962 г., когда Catalina выиграла 22 гонки из 53-х, но кульминационным стал 1961-й год, когда команда Pontiac одержала 30 побед, включая первые три места в Дайтоне-500, но проиграла Ford по очкам. В 1963 г. корпорация General Motors прекратила финансирование гоночной программы, что означало конец успеха полноразмерных Pontiac и Chevrolet в NASCAR. Неплохие результаты Pontiac Catalina показал и в чемпионате по дрэг-рейсингу NHRA. Облегчённые хардтоп купе с перфорированной рамой "швейцарский сыр" и мотором Super Duty могли проходить четверть мили за 12 с.