Al igual que la versión civil, el Skymaster es un avión de dos motores de pistón de bajo coste, con un motor en la proa y el otro en la parte posterior del fuselaje. La configuración propulsora-tractora hizo que el procedimiento operativo fuese tan sencillo como en el caso de un avión de un solo motor, al contrario de lo que ocurre en aviones bimotor bajo las alas, permitiendo así una ala alta, lo cual era muy útil para una visión limpia hacia abajo y atrás del avión.

El Skymaster sería finalmente reemplazado en el cometido de control aéreo avanzado (FAC) por el OV-10 Bronco y el A-37 Dragonfly, y estos aviones serían reemplazados a su vez por el A-10 Thunderbolt II.^[3]​

El primer O-2 voló en enero de 1967 y el avión entró en producción poco después, con entregas a la Fuerza Aérea de los Estados Unidos en marzo de 1967. Un total de 532 O-2 fueron construidos en dos variantes para la Fuerza Aérea hasta 1970. El O-2A sirvió como avión de control aéreo avanzado (FAC), mientras que el O-2B estaba equipado con altavoces y dispensadores de panfletos para el cometido de operaciones psicológicas (PSYOPS). Muchos O-2 estadounidenses fueron transferidos para operar con la Fuerza Aérea sudvienamita (VNAF).^[3]​

Después de la Guerra de Vietnam, el O-2 continuó operando con ambas ramas aéreas (Fuerza Aérea de los Estados Unidos y Guardia Aérea Nacional) hasta finales de los años 80. Seis células O-2A de la Fuerza Aérea fueron trasferidas a la Marina de los Estados Unidos en 1983 para ser usadas como «controladores de rango» con el Attack Squadron 122 (VFA-122), el escuadrón de la reserva de la Flota del Pacífico para el A-7 Corsair II en la estación aeronaval de Lemoore (Naval Air Station Lemoore), California. Estos aviones fueron trasferidos más tarde al Strike Fighter Squadron 125 (VFA-125), con el F/A-18 Hornet FRS, NAS Lemoore, en 1986 para ser usados en el mismo cometido.^[4]​

Los seis O-2A de la Marina permanecieron en esa función hasta finales de 1990, cuando fueron reemplazados por aviones T-34C Turbo Mentor transferidos desde el Mando de Entrenamiento Aéreo Naval. Cuatro de los aviones O-2A fueron dados de baja y dos se convirtieron a civiles, registrados así en septiembre de 1991. Estos dos se presentaron en Ferias Aéreas «Viet Nam Warbird COIN/FAC» haciendo rutinas simuladas de combate durante los años 90. La rutina debutó en la feria aérea «Wings Over Houston» (Texas) en octubre de 1991.^[5]​

De los seis aviones de la Marina anteriormente citados, dos fueron transferidos al Ejército de los Estados Unidos a finales de 1990.^[6]​ Los O-2A, que habían entrado originalmente al inventario del Ejército en 1967 desde las reservas de la Fuerza Aérea, fueron aumentados en 1990 por los aviones transferidos desde la Armada estadounidense. Hoy, dos O-2A permanecen en servicio en el aeródromo Laguna Army Airfield en Arizona, como parte de las pruebas llevadas a cabo en el Campo de Pruebas Yuma. Sin embargo, a pesar de que muchos O-2 de la Fuerza Aérea permanecen guardados en la Davis-Monthan AFB, Arizona, sólo los dos O-2A del Laguna AAF permanecen en el servicio militar activo de Estados Unidos.^[6]​

Un total de 178 O-2 Skymaster de la Fuerza Aérea se perdieron en Vietnam, debido a diferentes causas.^[7]​

O-2A

Versión diseñada para control aéreo avanzado de artillería, presentaba puntos de soporte de armamento debajo de las alas para llevar cohetes, contenedores o bengalas. Se entregaron 513 ejemplares.^[3]​

O-2B

Versión desarmada diseñada para guerra psicológica, estaba equipada con altavoces y liberadores de panfletos. 31 Cessna 337 civiles fueron convertidos a O-2B.^[8]​

Reims Cessna 337

Aviones 336 y 337 civiles reacondicionados en Rhodesia a un estándar cercano al O-2A.

Botsuana  Botsuana

• Fuerza Aérea de Botsuana

Chile  Chile

• Ejército de Chile

Colombia  Colombia

• Fuerza Aérea de Colombia

Corea del Sur  Corea del Sur

• Fuerza Aérea de la República de Corea

El Salvador  El Salvador

• Fuerza Aérea Salvadoreña

  Estados Unidos

• Fuerza Aérea de los Estados Unidos
• Marina de los Estados Unidos
• Departamento Forestal de California

  Portugal

• Fuerza Aérea Portuguesa

Sri Lanka  Sri Lanka

• Fuerza Aérea de Sri Lanka

  Tailandia

• Real Armada Tailandesa (Control de tiro avanzado/ataque ligero)

Zimbabue  Zimbabue

• Fuerza Aérea de Zimbabue: opera unidades ex-Rhodesianas.

Uruguay  Uruguay

• Armada Uruguaya

  Chile

• Armada de Chile: reemplazados por el Vulcanair P.68 Observer 2.

República Dominicana  República Dominicana

• Fuerza Aérea Dominicana

  Rodesia

• Fuerza Aérea de Rhodesia: pasados a su estado sucesor.

  Vietnam del Sur

• Fuerza Aérea de Vietnam del Sur: pasados a su estado sucesor.

Un 337 no modificado, pintado de gris, simuló ser un O-2 Skymaster en la película de acción Bat*21, pilotado por Danny Glover.^[9]​

Referencia datos: globalsecurity.org^[10]​

Características generales

• Tripulación: Dos (piloto y observador)
• Carga: Armas, contenedores
• Longitud: 9,1 m (29,8 ft)
• Envergadura: 11,6 m (38,2 ft)
• Altura: 2,8 m (9,2 ft)
• Superficie alar: 18,8 m² (202,4 ft²)
• Peso vacío: 1292 kg (2847,6 lb)
• Peso cargado: 2448 kg (5395,4 lb)
• Planta motriz: 2× motor bóxer de 6 cilindros refrigerado por aire Continental IO-360.
  • Potencia: 157 kW (216 HP; 213 CV) cada uno.

Rendimiento

• Velocidad máxima operativa (V_no): 322 km/h (200 MPH; 174 kt)
• Alcance: 2132 km (1151 nmi; 1325 mi)
• Techo de vuelo: 5490 m (18 012 ft)
• Régimen de ascenso: 6 m/s (1181 ft/min)

•   Cessna Skymaster
•   AVE Mizar

•   Adam A500

• Secuencia O-_ (Aviones de Observación estadounidenses, 1962-presente): O-1 - O-2 - O-3 - O-4 - O-5 →

• Anexo:Aeronaves de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (históricas y actuales)

• Phillips, Edward H: Wings of Cessna, Model 120 to the Citation III, Flying Books,1986. ISBN 0-911139-05-2
• Enciclopedia de la Aviación Vol.5 pág.1.117 ISBN 84-85822-52-8
• Andrade, John (1979). U.S.Military Aircraft Designations and Serials since 1909. Midland Counties Publications. ISBN 0-904597-22-9. 

• Global Security: O-2 Skymaster.