飞机厂抽调人员支援，苏联亦派遣5名技术专家支援。同年11月第一架原型机总装完成，12月原型机完成静力试验，12月14日首次试飞成功。1959年，01号机进行了11次试飞试验，总计飞行时间11小时31分，试飞小组认为该机可以交付使用。但由于当时处于“大跃进”时期，飞机首飞后未经鉴定便投产了45架并总装10架；结果这10架飞机都因存在质量问题而不能正常使用。1959年初，飞机经过国家鉴定委员会验收，并于2月19日颁发鑑定证书。1960年12月，国防工业对有严重质量问题的产品进行整顿，直-5被列入整顿范围