Da in den Siebzigern neue, starke Rangierloks benötigt wurden, die auch für Nahgüterzüge eingesetzt werden sollten, wurde auf Basis der DF4 eine neue Lok entwickelt. Je nach Variante beträgt die Höchstgeschwindigkeit 80 oder 100 km/h. Mit sechs Achsen und der halben Leistung im Vergleich zur DF4 ist sie eher für höhere Zugkräfte bei niedriger Geschwindigkeit optimiert. Aus dem V16-Motor wurde ein V8 gemacht, der jedoch nicht überzeugen konnte und dafür sorgte, dass von der ersten Generation nur 32 Stück gebaut wurden. Bald wurde der Motor zu einem Achtzylinder-Reihenmotor weiterentwickelt, der bessere Eigenschaften aufwies.

Einige Loks wurden in Breitspur gebaut, um im Grenzgebiet zu Russland zum Rangieren eingesetzt werden zu können. Bis 2006 wurden mehr als 1.100 Loks gebaut, von denen die letzte Generation 1.800 statt 1.650 PS hat und mit vielen weiteren Verbesserungen von Sifang produziert wird. Sie umfasst vor allem viele Neuerungen im Bereich der Elektronik. Heute ist die DF5 der am weitesten verbreitete Typ ihrer Art in China und auch Nordkorea setzt einige ein.