第200师的苏式装备
1938年1月，国民党军政部直属装甲兵团被扩编为第200师，从苏联援助的坦克、装甲车、高射炮、战防炮等重型武器被悉数调入该师，由装甲兵团长杜聿明继任师长，统一指挥训练。11月，该师扩编为第11军，次年又改编为第5军，仍由杜聿明任军长。当时装备苏制T-26坦克80余辆、德制“豪须”装甲车100辆、美制福特卡车400多辆、摩托车40多辆，150毫米榴弹炮24门等。
昆仑关大战
第5军是美械抗战劲旅
随后的昆仑关战役中，第5军重创日寇精锐板垣第5师团，击毙其21旅团旅团长鬼村郑雄。1942年1月，日寇入侵缅甸，试图截断中国抗日战场连通外界的最后一条国际交通线——滇缅公路。第5军等部应英国殖民当局的请求，编为中国远征军入缅增援，但由于英军背信弃义，丝毫没有并肩作战的打算，反而将远征军当成掩护其逃跑的炮灰，最终导致远征军损失惨重，第5军也仅剩第22师2000余人成建制撤入印度。
1945年春，第5军在云南省会昆明换装了全部的美式装备，军部有直属装甲车连、105毫米榴弹炮营等，师级有75毫米口径山炮营；团级也有战防炮连、重迫击炮连；营级有火箭炮排等，各连排则加强了迫击炮、轻重机枪、冲锋枪等。1947年，第5军增设1个战车营、1个汽车营和1个重迫击炮连；师级也增设了1个喷火器连，火力大大加强。
换装美式装备
调走1个师组建第70军
该军的装备大大加强，与张灵甫整编74师、胡琏第18军、孙立人新1军、廖耀湘新6军一样位列美械精锐五大主力，但其兵源的损失却远远赶不上消耗。1947年夏刘伯承邓小平率晋冀鲁豫野战军12万人挺进大别山，在鲁西南一带将试图阻拦的国民党军整编第70师等部全歼。1948年1月，为了重建第70师，蒋介石下令从第5军调走了第96师作为新部队的骨干。
为了补齐第5军3个师的编制，也为了应对即将开始的淮海战役，1948年10月，徐州“剿总”下令将暂编第24师黄宗颜部编入第5军战斗序列。该师系抗战时期汪伪政府“和平救国军”第1军第3师等部改编而成，这些伪军抗战前就驻扎商丘一带，与当时的第5军驻扎一处，因此被邱清泉看中，请求调入自己麾下。
邱清泉剧照
伪军师被迅速吞并
暂编24师虽然是伪军，但在当时国民党军节节败退的情况下，邱清泉实在没有其他兵源，只得抱着“能拔脓就是好膏药，再差也比没有强”的心思，将该师拉入麾下。不过，该师刚刚调入，已经升任第2兵团司令的邱清泉就将其安排在自己的兵团部附近，周围安排嫡系部队层层包围。不久，该师营以上主官全都换成了第5军的人，师长黄宗颜也被明升暗降为第5军副军长，黄也非常知趣，升为副军长后干脆请假到后方养病，一去不复返了。
如此一来，近万人的暂编24师就被迅速吞并，迅速成为邱清泉及新任第5军军长熊笑三自己的势力。第5军也得以补充3个师编制，连同军直属部队在内，共约4万人。
第5军最后覆灭在淮海战场