上飞机设计研究所一同设计新的水上飞机，研发案于1968年正式启动；1970年完成基本设计改名"水轰-5"并开始试制原型机，原型机制造3架，其中一架为静力测试机，用于飞行测试的首架原型机1971年出厂，2号原型机1973年出厂。1975年水轰5移至湖北省荆门市漳河水库测试，1976年4月3日首次自水面试飞起降。不过，水轰5差一点成为中日建交的受害者。在水轰5测试过程中，1975年秋季生产单位与解放军海军曾发生意见相左；当次会议由解放军海军副司令员王万林主持，但会议中解放军却透漏考虑向日本购买PS-1水上飞