Koncept tohoto modelu navazoval na projekt společnosti Messerschmitt P. 1101 s nosnými plochami měnitelnými na zemi v úhlech 35 a 45°.[1] X-5 z tohoto typu vycházel, geometrii křídel však mohl měnit i za letu.[1] Postaveny byly dva letouny X-5, nesoucí sériová čísla 50-1838 a 50-1839.[3][4] První stroj poprvé vzlétl 20. června 1951.[1] Stroj s číslem 50-1839 se 13. října1953 havaroval, jeho pilot major Raymond A. Popson byl na místě mrtev. Druhý zůstal v provozu do konce roku 1955.[5] Poslední let provedl 25. října 1955[1] pilotoval jej nováček v High-Speed Flight Research Station Neil Armstrong.[5] Z těchto dvou strojů získal americký letecký průmysl informace o nosných plochách s měnitelnou geometrií. Zachovaný první prototyp byl v březnu 1958 předán Národnímu muzeu Letectva Spojených států amerických[5] a je vystaven na Wright-Pattersonově letecké základně.[2]
