Katrina ha fatto il suo secondo atterraggio alle 6:10 del mattino CDT il 29 agosto come un uragano di categoria 3 con venti di 125 mph (205 km/h) vicino a Buras-Triumph, Louisiana. Poiché Katrina si era appena indebolito dalla forza della Categoria 4, e anche a causa della forma della linea di costa, si ritiene che i venti di Categoria 4-forza siano esistiti sulla terraferma mentre l'occhio era sopra l'acqua. All'approdo, i venti di forza di un uragano sono stati registrati a 120 miglia (190 km) dal centro, la pressione centrale della tempesta era di 920 mbar (27,17 inHg), e la sua velocità in avanti era di 15 mph (10 km/h). Mentre si dirigeva verso la costa orientale della Louisiana, la maggior parte delle comunità di Plaquemines, St. Bernard Parish e Slidell a St. Tammany Parish sono state gravemente danneggiate dall'ondata di tempesta e dai forti venti del muro oculare, che hanno travolto anche la parte orientale di New Orleans, creando danni per un miliardo di dollari alla città a causa delle intense inondazioni e dei danni provocati dal vento.
Secondo le stime originali, Katrina aveva effettuato questo atterraggio come un uragano di categoria 4, con venti di 135 mph (220 km/h); tuttavia, come già detto, la tempesta si è indebolita poco prima dell'atterraggio fino a raggiungere l'intensità di categoria 3. Le ragioni di questo indebolimento non sono ancora completamente comprese; mentre il ciclo di sostituzione della parete oculare ha avuto un ruolo importante, il leggero aumento del taglio, l'abbassamento della temperatura della superficie del mare, l'aria secca sul semicerchio occidentale della tempesta e l'interazione con la massa continentale possono anche aver avuto un ruolo nell'indebolimento del ciclone. Questo segue l'andamento dei precedenti forti cicloni nel Golfo del Messico: tutti i cicloni con pressioni centrali minime di 973 mbar (28,73 inHg) o meno si sono indeboliti nelle 12 ore precedenti l'approdo nella costa del Golfo degli Stati Uniti.
Poche ore dopo, dopo essersi leggermente indebolita, Katrina ha fatto il suo terzo atterraggio vicino al confine Louisiana-Mississippi con 120 mph (195 km/h) di vento sostenuto e 928 mbar (27,37 inHg) di pressione, ancora ad intensità di categoria 3. La sua pressione minima al secondo atterraggio è stata di 920 mbar (27,17 inHg), rendendo Katrina il terzo uragano più forte mai registrato negli Stati Uniti, dopo la lettura dei 909 mbar (26,85 inHg) dell'uragano Camille nel 1969 e il record di 892 mbar (26,35 inHg) del Labor Day Hurricane del 1935.
Poiché la tempesta era così grande, i suoi venti altamente distruttivi sulle pareti oculari e il forte quadrante nord-orientale della tempesta hanno spinto sulla terraferma una tempesta da record, distruggendo tutta la costa del Golfo del Mississippi, comprese città del Mississippi come Waveland, Bay St. Louis, Pass Christian, Long Beach, Gulfport, Biloxi, Ocean Springs, Gautier e Pascagoula, e, in Alabama, Bayou La Batre. I picchi al suo culmine erano a 28 piedi (8,5 m) a Bay St. Louis, Mississippi, e a 13 piedi (4,0 m) fino a Mobile, Alabama, che ha visto il suo picco di tempesta più alto dal 1917. L'ondata di tempesta era particolarmente elevata a causa dell'idrologia della regione, delle dimensioni estreme dell'uragano e del fatto che si è indebolita solo poco prima dell'atterraggio. Mentre Katrina si spostava verso l'interno in diagonale sul Mississippi, i forti venti tagliarono un'andatura di danni che interessò quasi tutto lo stato.