5型1952号机车开始投入批量生产。第三代的东风5型柴油机车又被称为东风5改进型机车，采用了通用化、系列化、模块化、标准化的设计理念，并在零部件与生产工艺等方面作出了多项改进，解决了原来东风5型机车存在的惯性质量问题。第三代的东风5型柴油机车应用了NJ1型柴油机车的模块化设计，并按铁道部规定改为采用标准化司机室。升级后的牵引传动系统使用无刷励磁的JF208C型交流同步发电机，以及由可编程控制器（PLC）作为核心的控制系统，大幅减少了容易发生故障的中间继电器，有效降低了机车控制系统的故障率。此外，第三代的东风