Проектирование самолета, оптимизированного для нанесения ударов по наземным целям, началось в августе 1958 года в ОКБ завода в Шеньяне, с широким привлечением студентов местного авиационного института. В дальнейшем программа была передана в ОКБ завода в Нанчанге. По сравнению с исходным МиГом китайская машина имела удлиненный фюзеляж с боковыми воздухозаборниками. Такая компоновка улучшала обзор из кабины в направлении вперед-вниз и позволяла разместить в заостренной носовой части дополнительное радиоэлектронное оборудование.

Постройка первого опытного штурмовика (истребителя-бомбардировщика) завершилась в 1961 году, однако экономическая обстановка и политическая нестабильность в Китае привели к приостановке работ, которые удалось возобновить лишь через два года. Первый полет опытного самолета состоялся 4 июня 1965 года.

Серийный выпуск Q-5 начался в конце 1969 г., в период наибольшего обострения советско-китайских отношений. Поставка в строевые части началась в 1970 году (в первую очередь новые самолеты получили авиационные полки, расположенные в северных районах Китая и нацеленные на Советский Союз).

Самолет имел грузоотсек длиной приблизительно 4 м, способный вмещать одну бомбу массой 500 кг или две бомбы по 250 кг. Можно предположить, что подобное размещение вооружения свидетельствовало о стремлении конструкторов оптимизировать самолет для доставки тактического ядерного оружия (нельзя забывать, что Q-5 был задуман и начат проектированием еще в период "Великой дружбы" СССР и КНР, когда вопрос о передаче Китаю советской ядерной технологии еще не был снят с повестки дня).

В1975 году начались работы по проектированию усовершенствованного истребителя-бомбардировщика, Q-5-I, на котором отказались от грузоотсека (советские ядерные бомбы Китаю так и не были переданы, а работы по созданию собственных малогабаритных ядерных боеприпасов затянулись). В то же время удалось увеличить состав вооружения на внешних узлах подвески (число подфюзеляжных узлов подвески возросло до четырех) и боевой радиус действия (за счет удлинения фюзеляжного топливного бака). Самолет имел усовершенствованный вариант двигателя WP6, контейнер тормозного парашюта перенесли с нижней части фюзеляжа под основание киля, были установлены узлы для подвески стартовых пороховых ускорителей, усовершенствовано связное радиооборудование. Первый модернизированный самолет совершил первый полет в конце 1980 года, а 20 октября 1981 года он был сертифицирован.

Часть самолетов Q-5-I для ВМФ Китая могла нести на подфюзеляжных узлах подвески две торпеды или противокорабельных ракеты С-801 (под крылом), способных совершать полет на малой высоте (20 м). Состав БРЭО был дополнен доплеровским измерителем угла скольжения и сноса.

В январе 1985 года был сертифицирован самолет Q-5-IА, предназначенный для ВВС Китая. Он оснащен новым оптическим стрелково-бомбардировочным прицелом, двумя дополнительным подкрыльевыми узлами для бомб калибром до 500 кг и топливными баками увеличенной емкости с системой заправки топливом под давлением. Модификация Q-5-II отличается от самолета Q-5-IA наличием усовершенствованной системы оповещения о радиолокационном облучении.

В середине 1980-х годах совместно с английской фирмой "Флайт Рефьюлинг" исследовалась возможность оснащения самолетов Q-5 системой дозаправки в воздухе (методом "шланг-конус"). В качестве самолета-заправщика рассматривался вариант дальнего бомбардировщика Н-6 (Ту-16). Однако это программа не получила дальнейшего развития.

Построено около 1000 самолетов, в том числе более 100 - на экспорт. Стоимость одного истребителя-бомбардировщика (в экспортном варианте) оценивается в 5 млн долларов.

Конструкция.

Самолет выполнен по нормальной аэродинамической схеме со среднерасположенным крылом, боковыми воздухозаборниками и двумя ТРДФ в хвостовой части фюзеляжа.

Фюзеляж - цельнометаллической конструкции, состоит из передней и задней состыкованных частей. Его форма выполнена в соответствии с правилом площадей. Имеется надфюзеляжный гаргрот. В нижней средней части фюзеляжа расположен воздушный тормоз с гидравлическим приводом. На нижней части фюзеляжа установлены два аэродинамических гребня.

Кабина летчика - герметизированная, имеет частичное противопульное бронирование. Остекление фонаря обеспечивает обзор вперед-вниз на угол 13,5град. . Летчик размещается в катапультном кресле, обеспечивающим спасение в диапазоне скоростей 250- 850 км/ч.

Крыло - многолонжеронное, с углом стреловидности 52,5град.  по 1/4 линии хорд, угол поперечного V равен 4град. . Имеются три узла крепления к фюзеляжу. На полуразмахе вдоль всей хорды крыла установлены аэродинамические гребни. Закрылки выдвижные бесщелевые. Элероны с внутренней балансировкой снабжены гидроприводом и способны отклонятся на угол 18,5град.  вверх и вниз. На каждом элероне установлены триммеры.

Руль направления имеет ручное управление (без бустера). Триммер руля направления имеет электрическое управление. Стабилизатор- цельноповортный (способен отклонятся на 12,5град.  вверх и 30град.  вниз). Под обтекателем в корневой части киля расположен тормозной парашют, который может вводится в полете.

Шасси - трехопорное, с носовым колесом. Одноколесные стойки оснащены воздушно-масляными амортизаторами. Основные стойки убираются в ниши, расположенные в крыле. Для уменьшения объема ниши колесо носовой неуправляемой стойки располагается в горизонтальном положении. Пневматики основных стоек (размер 830 х 205 мм) оснащены пневматической тормозной системой. На носовой стойке установлена рулежная фара. С левой стороны фюзеляжа перед нишей носовой стойки шасси расположена посадочная фара.

Силовая установка. На самолете Q-5 установлено два ТРДФ WP6 (2 х 3250 кгс) или WP6A (2 х 4600 кгс), размещенные в хвостовой части фюзеляжа. Они оснащены регулируемыми соплами с гидроприводом створок. Боковые нерегулируемые воздухозаборники имеют небольшие отсекатели для отвода пограничного слоя фюзеляжа. Емкость трех передних и двух задних фюзеляжных топливных баков - 3648 л. На двух внутренних и двух внешних подкрыльевых пилонах могут устанавливаться сбрасываемые топливные баки емкостью, соответственно, 760 и 400 л.

Общесамолетные системы. На самолете установлены две независимые гидросистемы с рабочим давлением 210 кгс/с. Основная гидросистема предназначена для уборки и выпуска шасси, отклонения закрылков и воздушного тормоза, управления соплами. Вторая гидросистема обеспечивает управление элеронами, рулем направления, стабилизатором и аварийной системой выпуска шасси.

В электрической системе постоянного тока напряжением 28 В имеются два стартера-генератора мощностью по 6 кВт с приводом от двигателя и два инвертора для питания цепей однофазного (115 В) и трехфазного (36 В) переменного тока с частотой 400 Гц.

Герметизированная кабина оснащена системой кондиционирования воздуха.

Целевое оборудование. На Q-5-I радиостанция метрового диапазона СТ-3; радиокомпас WL-7; низковысотный радиовысотомер WG-4; гирогоризонт LTC-2; система радиоопознавания "свой-чужой" YD-3; приемник сигналов маркерного маяка ХС-6; радиодальномер; оптический стрелково-пушечный прицел SH-1J или ABS1A (обеспечивают бомбометание с горизонтального полета и пикирования, стрельбу из пушек и пуск НАР).

Основным компонентом бортового радиоэлектронного оборудования является РЛС, имеющая дальность обнаружения воздушных целей около 20 км, захвата и сопровождения - 13 км. Помимо радиолокационной станции на самолете установлены радиокомпас, радиовысотомер, аппаратура радиолокационной системы опознавания, связная радиостанция УКВ диапазона, станция предупреждения летчика об облучении РЛС противника и оборудование радиотехнической системы посадки.

Вооружение. Две пушки 23-2К (23 мм, 2 х 100 снарядов) расположены в корневых частях крыла. Имеется 10 узлов внешней подвески. На каждом подфюзеляжном узле могут подвешиваться бомбы массой до 250 кг (китайские боеприпасы 250-2 или 250-3, американские Мк.82 или "Снекай", французские "Дюрандаль"). Бомбовая нагрузка на внутренних подкрыльевых узлах может состоять из бомб калибром до 340 кг (в частности, РБК BL755). Некоторые самолеты ВМФ Китая могут нести на этих узлах ПКР С-801.

Неуправляемое ракетное вооружение включает блоки с 8 НАР 57-1 (57 мм), 7 НАР калибром 68 мм, 7 НАР 90-1 (90 мм) или 4 НАР 130-1 (130 мм).

Самолеты Q-5 последних серий, а также А-5М могут оснащаться УР "воздух-воздух" с ТГС PL-2, PL-2B, PL-5B, AIM-9 "Сайдуиндер" или Матра R.550 "Мажик". Возможна подвеска одной тактической ядерной бомбы мощностью 5-20 кт. Всего имеется более 22 вариантов боевой нагрузки.