第200師的蘇式裝備
1938年1月，國民黨軍政部直屬裝甲兵團被擴編為第200師，從蘇聯援助的坦克、裝甲車、高射炮、戰防炮等重型武器被悉數調入該師，由裝甲兵團長杜聿明繼任師長，統一指揮訓練。11月，該師擴編為第11軍，次年又改編為第5軍，仍由杜聿明任軍長。當時裝備蘇制T-26坦克80餘輛、德制“豪須”裝甲車100輛、美制福特卡車400多輛、機車40多輛，150毫米榴彈炮24門等。
昆侖關大戰
第5軍是美械抗戰勁旅
随後的昆侖關戰役中，第5軍重創日寇精銳闆垣第5師團，擊斃其21旅團旅團長鬼村鄭雄。1942年1月，日寇入侵緬甸，試圖截斷中國抗日戰場連通外界的最後一條國際交通線——滇緬公路。第5軍等部應英國殖民當局的請求，編為中國遠征軍入緬增援，但由于英軍背信棄義，絲毫沒有并肩作戰的打算，反而将遠征軍當成掩護其逃跑的炮灰，最終導緻遠征軍損失慘重，第5軍也僅剩第22師2000餘人成建制撤入印度。
1945年春，第5軍在雲南省會昆明換裝了全部的美式裝備，軍部有直屬裝甲車連、105毫米榴彈炮營等，師級有75毫米口徑山炮營；團級也有戰防炮連、重迫擊炮連；營級有火箭炮排等，各連排則加強了迫擊炮、輕重機槍、沖鋒槍等。1947年，第5軍增設1個戰車營、1個汽車營和1個重迫擊炮連；師級也增設了1個噴火器連，火力大大加強。
換裝美式裝備
調走1個師組建第70軍
該軍的裝備大大加強，與張靈甫整編74師、胡琏第18軍、孫立人新1軍、廖耀湘新6軍一樣位列美械精銳五大主力，但其兵源的損失卻遠遠趕不上消耗。1947年夏劉伯承鄧小平率晉冀魯豫野戰軍12萬人挺進大别山，在魯西南一帶将試圖阻攔的國民黨軍整編第70師等部全殲。1948年1月，為了重建第70師，蔣介石下令從第5軍調走了第96師作為新部隊的骨幹。
為了補齊第5軍3個師的編制，也為了應對即将開始的淮海戰役，1948年10月，徐州“剿總”下令将暫編第24師黃宗顔部編入第5軍戰鬥序列。該師系抗戰時期汪僞政府“和平救國軍”第1軍第3師等部改編而成，這些僞軍抗戰前就駐紮商丘一帶，與當時的第5軍駐紮一處，是以被邱清泉看中，請求調入自己麾下。
邱清泉劇照
僞軍師被迅速吞并
暫編24師雖然是僞軍，但在當時國民黨軍節節敗退的情況下，邱清泉實在沒有其他兵源，隻得抱着“能拔膿就是好膏藥，再差也比沒有強”的心思，将該師拉入麾下。不過，該師剛剛調入，已經升任第2兵團司令的邱清泉就将其安排在自己的兵團部附近，周圍安排嫡系部隊層層包圍。不久，該師營以上主官全都換成了第5軍的人，師長黃宗顔也被明升暗降為第5軍副軍長，黃也非常知趣，升為副軍長後幹脆請假到後方養病，一去不複返了。
如此一來，近萬人的暫編24師就被迅速吞并，迅速成為邱清泉及新任第5軍軍長熊笑三自己的勢力。第5軍也得以補充3個師編制，連同軍直屬部隊在内，共約4萬人。
第5軍最後覆滅在淮海戰場