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  1957年8月,美國海軍傳送規格要求書,希望航空業界提供更新銳的機種替代P-2海王星巡邏機及馬丁P5M巡邏機,這兩款飛機被替換的原因主要是活塞引擎發動機提供的動力表現已達極限;T56渦輪軸發動機問世對螺旋槳飛機業界帶來相當大的進步,也讓軍方加速進入全渦輪軸化機隊的腳步。規格書中,提出希望能以現役機種改良儘速投入服役;洛克希德公司提案以渦輪軸螺旋槳為動力的洛克希德L-188改良為軍用機版本。雖然L-188在1957年還在開發階段,並無實機也非現役,但美國海軍仍然在1958年4月公佈洛克希德為提案得標廠商,5月份簽訂製造合約。P-3巡邏機原型開發階段代號YP3V-1 / YP-3A,原型機生產編號(BuNo) 148276,由L-188客機的三號原型機(c/n 1003)改裝,1958年8月19日首飛。  P-3的機體設計大半仍沿襲L-188,但和全客機的L-188最大不同點是前機身空間有2.1米(7英尺)挪給內載彈倉使用,機尾則有根條長形固定式「刺針」內藏磁異偵測器,還有主翼增加可掛載武器的硬點與掛架;原訂給這架飛機使用的艾利森T56渦輪軸發動機(民用代號Allison 501)提供這架飛機足以與渦輪噴射發動機反潛機媲美的航速(411節,時速763公里)卻有更佳的燃油使用效率,隨後TP-3A完成驗收量產,首批量產型代號P3V-1。  雖然P-3核定量產,但L-188客機在1959年3月至1960年2月間發生3起飛安意外,讓官方單位介入調查L-188的問題。經過檢查,發現L-188發動機支架強度不足,在高速運轉狀態時發動機扭力會帶給飛機主翼極大的垂直振動,進而把主翼從機身上撕裂。雖然洛克希德投入鉅額修復已交貨的L-188客機結構問題,但飛安問題已經讓客戶卻步,進而提前讓洛克希德的客機研製業務開始走入下坡;P3V-1也因為結構修改的緣故延後,到1961年才開始交機。  1961年4月15日,P3V-1交付馬里蘭州帕圖森河海軍基地駐紮的第8巡邏中隊,第二支換裝的單位是1962年9月18日同一基地的第44巡邏中隊,但到1962年交付時,已統一的代號系統將之命名為P-3,第一批量產型稱為P-3A。  P-3初期量產型裝備和各國反潛機差距不大,其對水下作戰得以出類拔萃緣故在作戰系統匯入數字化;P-3的水下作戰計算機系統開發始於1963年,美國海軍武器局與史佩裡公司旗下的UNIVAC公司簽約,研製一款給P-3反潛機使用的數碼電子計算機,這臺裝備代號CP-823 / U/Univac 1830/史佩裡A-1/A-NEW MOD3;1965年工程樣機送到美國海軍航空部隊沃明斯特戰測中心,數字化反潛計算機在1965至1968年間進行完整測試,通過驗收後彙整進P-3C的改良專案內,電子系統的優勢讓P-3C從1969年推出後隨即在空中反潛領域技壓同行,經過不斷改良,讓P-3維持至少40年的享譽名聲。  美國海軍在1980年代末期便提出汰換P-3C的構想,當時雖然幾乎內定由P-3家族提升型P-3G得標,代號P-7巡邏機;但美國海軍仍然公開招標避免非議,當時投標者開始使用噴射客機取代傳統螺旋槳飛機,包括波音757與MD90都是改良的基礎素體;最後雖然仍是洛克希德得標,因開發成本超支在1990年P-7計劃取消。21世紀重開競標時,波音以波音737民航機修改的軍用版本P-8海神式巡邏機(Boeing P-8 Poseidon)贏得洛克希德以P-3為改良基礎的獵戶座21;P-8在2013年開始服役,未來將取代P-3C擔任美國海軍長程巡邏及監視任務的主角。

  P-3的前機身有一個內藏式炸彈艙,翼下載點可掛導彈,如AGM-84魚叉反艦導彈,尾部有一條長形「刺針」內藏磁異探測器(MAD)和一個觀察用凸面窗,聲納浮標可從外裝載管(P-3C和後型)或機身內投擲。

  10到12名組員  其他操作國的機上組員有各種數目,取決於他們的裝備配置和飛機任務。例如,澳洲皇家空軍(RAAF)的飛機沒有專屬軍械士,將此任務交由任何其他種類的閒置人手處理,另外,RAAF的飛機配置了ESM操作員(Sensor 4)、感測器運用管理長(SEM)和多了一個飛行工程師(沒有空中技師)。

  在許多工,抵達任務位置後經常會將一具發動機熄火,通常是一號發動機(左外側發動機),以節省燃料延長滯空時間(和增加航程,若在低空),若是飛機重量、天氣和殘油許可的話常常兩個外側發動機都會熄火。在長程的國境巡邏任務飛行可能會持續超過10小時,並可能帶上更多駕駛和組員。P-3型飛機的最長飛行時間記錄是21.5小時,由紐西蘭皇家空軍第五中隊在1972年的一次飛行中達成。  一號發動機閒置熄火是四具發動機的主要選擇,是因為它是P-3四具發動機中唯一沒有發電機的,因而不需要為機上的電子儀器發電,這也消除了來自此發動機的廢氣,增加在飛機左舷的主要觀測站的可見度。

  在2001年4月,美國海軍的一架EP-3E偵察機,一種電子情報蒐集型的P-3C獵戶座,和一架中國人民解放軍海軍航空兵殲-8B噴射戰鬥機空中碰撞。殲-8B戰鬥機墜毀,飛行員失蹤,後推定死亡,EP-3被迫落在海南陵水機場,其組員和飛機曾被中國官方扣留,其後經過協商後釋放人員,飛機拆件運走。
P-3“獵戶座”(英語:P-3 Orion)美國洛克希德公司設計生產的一種海上巡邏機,已被世界許多國家所採用,主要用途是作為海上巡邏、偵察與反潛作戰。