Prototypen fløy første gang 14. desember 1959, men som med andre kinesiskbygde flytyper fra denne perioden ble produksjonen rammet av «det store spranget». Kvaliteten var så dårlig at ingen helikoptre ble akseptert for bruk. I 1961 begynte man fra begynnelsen av, og 20. august 1963 hadde Z-5 sin andre jomfrutur. Harbin Z-5 ble brukt i en rekke forskjellige roller, som troppetransport, antiubåthelikopter for marinen, for passasjertransport, og som landbrukshelikopter og redningshelikopter. I alt 545 Z-5 ble bygget før produksjonen stanset i 1979.