Центральный совет Осоавиахима и Авиационное научно-техническое общество (Авиавнито) совместно объявили в 1934 году конкурс на лучший учебно-спортивный самолет. Из многих представленных проектов лучшим был признан двухместный биплан, разработанный авиаконструктором В. В. Никитиным. По схеме самолет почти повторял широко известный в то время У-2. Однако меньшие общие размеры (площадь крыльев составляла 25,53 кв. м) и несколько лучшая аэродинамика обещали при том же серийном двигателе М-11 более широкий диапазон использования самолета. Он мог быть не только учебным, но также и тренировочным, переходным на боевые самолеты.
Конструкция была доработана для серии. Фюзеляж был несколько упрощен, в крыльях был принят профиль ЦАГИ-876 (плоский снизу), вместо "Геттинген-436", каркас элеронов и рулей дуралюминовый, управление элеронами и рулями высоты жесткое, винт металлический.
Конкурсная комиссия рекомендовала построить по проекту опытный экземпляр самолета. В 1937 году первая машина, названная У-5, прошла испытания, которые подтвердили расчеты конструктора.
Самолет показал скорость 181 км/час, потолок - 3750 м и хорошую маневренность.
У-5 строился серийно в основном варианте с двигателями М-11 в 100 л.с. С двигателем МГ-11Ф самолет показал скорость 205 км/час, потолок - 4500 м. Взлетный вес У-5 - 974 кг, вес пустого - 700 кг.
На самолетах У-5, которые применялись как переходные, устанавливался неподвижный пулемет ШКАС для стрельбы вперед и подвешивались четыре реактивных снаряда РС. Это позволяло летчикам одновременно с отработкой техники пилотирования приобретать навыки воздушной стрельбы.
Всего самолетов У-5 с различными двигателями было построено 12 экземпляров, опытных и головных. Дальше дело не пошло из-за наличия самолетов У-2 и УТ-2.