轰5甲

1976年使用一架返修的伊尔-28型飞机进行了发动机换装，将BK-1A发动机换为耗油率低、重量轻的涡喷6甲发动机，增大了航程和作战半径，使该机性能有所提高，低空航程增加8%，中空航程增加12%，高空航程增加18%，同时缩短了起飞滑跑距离。重新设计了座舱空调系统，解决了冬冷夏热问题。其他系统也有一些更改。但由于发动机的冷却散热问题未能解决，加之总体性能提高不甚明显，该机未投入批量生产。一些改进成果后来纳入了轰5机的批生产。

轰5鱼雷机

海军航空兵于1965年初提出在轰5上改装挂鱼雷的要求，1966年开始改进。主要改进项目为：在机外挂载3枚鱼雷或2枚大型鱼雷和两组副油箱（弹舱内）。1969年11月30日首飞成功。

轰教5

在轰5飞机装备后，根据部队训练需要，工厂以苏制伊尔-28У教练机为基础，于1967年5月开始研制轰教5教练机。采用国内现有新成品，重新设计了飞机的空调系统。该机于1970年12月12日首飞成功，1972年4月国家批准设计定型。到1983年停产。

轰5挂激光制导炸弹机

轰5挂激光制导航空炸弹机是在轰5基本型左右机翼第15?16肋处各加装一个外挂架此外挂架是在轰5鱼雷机外挂架基础上进行局部更改而成。改型后性能基本不变，只是航程比轰5飞机减少175千米。1981年完成无控弹投弹试验，1983年完成工程投弹，1984年完成有控投弹地面照射试验。

轰侦5

1965年开始研制轰侦5飞机，1970年首批试制成2架。主要是在机身弹舱内增装两部大型可以在中高空和昼夜条件下实施战术空中侦察的航甲12-57航空相机。同时在左右机翼上增设了整体油箱，并可实施空中应急放油。1971年4月首飞成功，1972年8月完成鉴定试飞，1977年设计定型。该项目成果满足了侦察机需要较大航程和照相侦察的战术技术要求。与原型机相比，载油量增加46%，航程增大47%，作战半径增加50%，最大续航时间增加了1小时23分。

轰5电子干扰机

根据1977年国务院中央军委电子对抗雷达管理领导小组要求，工厂进行了调研及论证，1979年9月工厂上报了轰5干扰机的总体方案。重点是加装了对敌地空导弹、空空导弹和火炮的干扰设备。

轰5核武器运载机

1967年9月16日，国家下达将轰5飞机改装为核武器试验和装备用运载机的任务。由总工程师助理夏振华、总工艺师孙肇卿和栾云东负责。经过半年的连续奋战，圆满完成改装任务。全机几何基数不变，因载弹增加使起飞着陆重量加大。在弹舱加装了加温设备，以控制弹舱保持在20°C。为防止核辐射，在各个窗口增加了白色活动金属窗帘，全机外表喷涂白色磁漆。该机于1968年12月27日成功完成空投核武器试验。