大连厂与四方厂于1984年各生产出一台东风5型机车样车。1985年四方厂进行改进设计和试製，1986年转入小批量试生产。

机车採用外廊式车体，车架承载。车架以上由前到，后布置着辅助室(内设风泵、总风缸、预热锅炉、工具箱、手制动机等)、冷却室(安装着冷却风扇及静液压传动系统、前辅助传动箱、前通风机等)、柴油机室(有柴油-发电机组及其辅助装置)、电机室(内有起动发电机、励磁机、硅整流柜、后传动箱、后通风机等)、司机室(内设司机操纵台、坐椅及其他必要的设施)和电器室(安装各种高、低压电器及电子装置)。车架以下是两台三轴转向架和燃油箱。

1.机车动力装置

东风5型机车的动力装置是8240ZJ型柴油机，它是16V240ZJ型柴油机的系列产品，其气缸为直列布置。

柴油机採用定压增压系统，增压器为 45GP802一1型，调速装置为无级调速的联合调速器。

2. 机车电传动

东风5型机车採用交直流电传动;主发电机、硅整流柜、牵引电动机、起动发电机和励磁机均与东风4型机车相同。

东风5型机车的6台牵引电动机，在主迴路中採用全并联方式;无磁场削弱。主发电机的励磁由励磁机通过整流后提供。机车上励磁系统的调节有两套并行的系统。一套系统保持了东风。型机车上的励磁系统，通过功调电阻来调节励磁电流的大小，以调节主发电机的输出。另一套系统採用电子恆功率励磁系统。在此系统中，整定了相对于柴油机各转速下的功率，作为标準值。然后把主发电机的输出功率与它相比较，以此决定励磁电流的增减，以达到调节主发电机输出的目的。

3.机车走行部

东风5型机车的走行部分由两台三轴转向架组成。两台转向架结构相同，在车上对称布置，可以互相调换。

转向架结构与东风 型机车的基本相同，採用电机顺置布置、两系弹簧悬挂，滚动轴承轴箱，无心盘无导框的四桿机构牵引装置，单侧闸瓦制动。

4.机车辅助系统

机车冷却水系统有两个独立的系统组成，即高温水系统和低温水系统。

冷却系统中设有膨胀水箱，可以随时给系统补充冷却水，使系统可靠地工作。

冷却装置由冷却风扇和散热器组等部件组成。散热器採用强化散热器。高温水系统为10组，低温水系统18组。冷却风扇为YK-2型，直径为1600mm，由静液压马达驱动。静液压马达的工作受温度控制阀控制。

机车採用两级空气滤清。第一级为旋风式滤清器，第二级为网式滤清器。通过两级滤清的空气才能进入增压器。

燃油系统由燃油箱、燃油粗滤器、燃油输送泵、燃油精滤器、燃油预热器、喷油泵及喷油器等部件组成。

机油系统由两个并联的机油系统组成。当柴油机正常运转时，柴油机有独立的封闭机油系统;当柴油机起动预热时，机车上另有起动机油系统。

牵引电动机通风系统分前后两部分，每个转向架的3台牵引电动机由，1台通风机进行强迫冷却。两部分不同之处在于后转向架通风系统中，通风机的迸气通过硅整流柜。

机车还设有预热系统。

辅助机械传动机构分前后两部分。前部由柴油机自由端输出法兰通过万向轴驱动静液压变速箱，由静液压变速箱再带动静液压泵和前转向架牵引电动机通风机;后部由主发电机输出法兰通过万向轴驱动箱，由变速箱带动起动发电机、励磁机、向架牵引电动机通风机及两个测速发电机。

1985年开始试製8240ZJ型柴油机以来，先后解决了烧瓦、机油压力低、回手柄停车、机油泵烧套、水泵漏水、增压器不可靠，申间支架断裂、双联齿轮轴承损坏、迸气管联接漏气等惯性质量问题。同时，围绕着提升功率、改进部分工况经济性和提高可靠性等方面进行了研究，做了大量的设计及试验改进工作。到目前为止，已有4种型号的柴油机:8240ZJ型、8240ZJC型、8240ZJD型(準 D型)和 8240ZJS型柴油机。

东风5型机车自1984年正式投产以来，恆功率励磁系统的改进有三个阶段:

(1)1984-1993年，装配的是DHL-II型电子恆功励磁调节器。

(2)1993-1997年底，改装为WLK-II型和JWK-I型微机恆功装置。

(3)1998年下半年至今，装车的是简统化型WK-2型微机控制装置。

自1998年开始，在东风5改进型机车上装用PLC控制装置，完善了机车恆功励磁、机车逻辑控制及保护功能。通过柴油机转速、牵引电动机电压、电流的採集与比较，控制主发电机励磁电流，实现机车恆功率牵引。採用PLC控制后，取消了原来的机车微机恆功励磁装置和中间继电器与时间继电器，减少了布线，降低了故障率。

起动牵引力：415 kN

持续索引力：315 kN

轮径：1050mm

总重/轴重：138/23t

轴式：C0-C0

轨距：1435mm

通过最小曲线半径：145m

最大高度：4752mm

最大宽度：3285mm

柴油机型号：8240ZJ

传动装置型号：TQFR-3000、ZQDR-410

传动方式：电力

用途：调车