Katrina a touché terre pour la deuxième fois à 6 h 10 (HAC) le 29 août en tant qu'ouragan de catégorie 3 avec des vents de 205 km/h près de Buras-Triumph, en Louisiane. Comme Katrina venait de s'affaiblir par rapport à la force de catégorie 4, et aussi à cause de la forme du littoral, on pense que des vents de force 4 ont existé sur terre alors que l'œil était au-dessus de l'eau. Au moment où la tempête a touché terre, des vents de la force d'un ouragan ont été enregistrés à 190 km du centre, la pression au centre de la tempête était de 920 mbar (27,17 inHg) et sa vitesse d'avance était de 10 km/h (15 mph). En remontant la côte est de la Louisiane, la plupart des communautés de Plaquemines, St. Bernard Parish, et Slidell dans St. Tammany Parish ont été gravement endommagées par l'onde de tempête et les vents violents du mur de l'œil, qui ont également balayé l'est de la Nouvelle-Orléans, créant pour la ville un milliard de dollars de dégâts dus aux inondations et aux vents intenses.
Selon les estimations initiales, Katrina avait touché terre en tant qu'ouragan de catégorie 4, avec des vents de 220 km/h (135 mph) ; cependant, comme mentionné ci-dessus, la tempête s'est affaiblie juste avant de toucher terre pour atteindre une intensité de catégorie 3. Les raisons de cet affaiblissement ne sont pas encore totalement comprises ; si le cycle de remplacement des parois de l'œil a joué un rôle, le cisaillement légèrement accru, la baisse des températures de surface de la mer, l'air sec sur le demi-cercle ouest de la tempête et l'interaction avec la masse continentale ont également pu jouer un rôle dans l'affaiblissement du cyclone. Ceci suit la tendance des précédents cyclones forts dans le Golfe du Mexique : tous les cyclones dont la pression centrale minimale est de 973 mbar (28,73 inHg) ou moins se sont affaiblis au cours des 12 heures précédant leur arrivée sur la côte du Golfe des États-Unis.
Quelques heures plus tard, après un léger affaiblissement, Katrina a touché terre pour la troisième fois près de la frontière Louisiane - Mississippi avec des vents soutenus de 195 km/h et une pression de 928 mbar, toujours à l'intensité de catégorie 3. Sa pression minimale au moment de son deuxième impact était de 920 mbar (27,17 inHg), faisant de Katrina le troisième ouragan le plus fort jamais enregistré à avoir touché terre aux États-Unis, derrière l'ouragan Camille avec 909 mbar (26,85 inHg) en 1969 et l'ouragan de la fête du travail de 1935 avec 892 mbar (26,35 inHg).
En raison de l'ampleur de la tempête, les vents très destructeurs de la paroi de l'œil et le fort quadrant nord-est de la tempête ont poussé des ondes de tempête record sur la terre ferme, détruisant toute la côte du golfe du Mississippi, y compris des villes du Mississippi comme Waveland, Bay St. Louis, Pass Christian, Long Beach, Gulfport, Biloxi, Ocean Springs, Gautier et Pascagoula, et, en Alabama, Bayou La Batre. Louis, dans le Mississippi, et à 13 pieds (4,0 m) jusqu'à Mobile, en Alabama, qui a connu sa plus forte onde de tempête depuis 1917. L'onde de tempête était particulièrement élevée en raison de l'hydrologie de la région, de la taille extrême de l'ouragan et du fait qu'il ne s'est affaibli que peu de temps avant de toucher terre. Alors que Katrina se déplaçait vers l'intérieur des terres en diagonale au-dessus du Mississippi, des vents violents ont causé des dégâts qui ont touché presque tout l'État.