首飞之后，又制造出首批4 架飞机。1985 年底，4 架飞机均完成了从湖北到湖南的三角航线试飞。1985 年11月到12月，在18 个飞行日的试飞中，飞机出勤率和科目试飞成功率达100%，实现了无故障飞行。1986 年后，该机种交付海军使用，开始接替陈旧的别-6和青-6型水上飞机。1987年，水轰-5飞机荣获国家科技进步一等奖。大兴安岭火灾后，水轰-5灭火机改型开始研制。

　　水轰-5配备于解放军北航某水上飞机部队。北航某水上飞行团曾经创下水轰-5连续飞行8.5小时的纪录，与以往巡航4小时相比，作战半径成倍增长，远程机动作战能力大幅度提高。为实现创纪录飞行，重点解决了机载雷达、通信、充氧等问题，并对放油系统、通气系统、电路系统等进行了改进，进行了改装到地面、空中放油试验。