在國民革命軍的編製序列中，曆史上曾先後出現過5個新編第5軍。
一、湘軍葉開鑫部組成的新編第5軍
該軍前身是湘軍趙恒惕所屬的葉開鑫部的第3師。該師原為孫傳芳所屬的“五省聯軍”一部。1927年3月，該師在北伐軍到達湖南後，投靠國民革命軍，被改編為新編第5軍，葉開鑫任軍長，下轄：
第1師，鄒振鵬任師長；
第2師，蔣鋤歐任師長。
同年6月，該軍改編為國民革命軍第44軍。
二、建國豫軍樊鍾秀一部組成的新編第5軍
該軍前身是建國豫軍樊鍾秀所屬一部。1930年5月，建國豫軍總司令樊鍾秀與閻錫山、馮玉祥合作反蔣失敗後，被改編為國民革命軍第8方麵軍，下轄：
第17師，王泰任師長；
第18師，焦文典任師長。
不久第17、第18師合編組成新編第5軍，郜子舉任軍長，下轄第17、第18師編製不變。1931年春，該軍番號撤消，所屬部隊縮編為新編第20師。
三、河北民軍孫殿英部組成的新編第5軍
該軍前身是河北民軍孫殿英部。1937年上半年，孫殿英在冀、豫兩省組建河北民軍，後改編成冀察遊擊隊，下轄兩個支隊。1939年4月，孫殿英將上述兩個支隊擴編為兩個師，並合編組成新編第5軍，隸屬抗日戰爭第一戰區。孫殿英任軍長，邢肇棠任副軍長，下轄：
暫編第3師，孫殿英兼任師長；
暫編第4師，康強任師長。
同年12月，該軍參加冬季攻勢作戰。1941年改隸國民革命軍第三十四集團軍，1942年改隸國民革命軍第二十四集團軍。1943年5月，改軍在河南林縣與日軍作戰失利後，孫殿英率部投敵，該軍番號撤消。
四、第43師、第195師組成的新編第5軍
該軍前身是國民革命軍第九十四軍第43師和國民革命軍第52軍第195師。第43師的前身是孫傳芳“五省聯軍”殘部。1932年春，孫傳芳“五省聯軍”殘部被陳誠收編為第43師，隸屬國民革命軍第18軍。1933年8月，第3師擴編為第3師和第97師，新的第43師先後隸屬贛綏靖公署、國民革命軍第5軍、國民革命軍第87軍和第94軍。1947年1月，國民黨軍為加強在東北地區的軍事力量，以第94軍第43師和第52軍新建的第195師合編為新編第5軍，隸屬東北“剿匪”總司令部。陳林達任軍長，下轄：
第43師，謝代蒸任師長；
第195師，留光天任師長。
該軍組成後，即參加了1947年東北冬季戰役。1948年1月，該軍在遼西公主屯被東北人民解放軍全殲，中將軍長陳林達被俘
五、第26師與暫編第50、暫編第60師組成的新編第5軍
該軍前身是國民革命軍第49軍第26師和東北地方保安部隊改編的暫編第50 師、暫編第60師。第26師的前身是川軍楊森所屬一部。1927年底，楊森的國民革命軍第20軍發生內訌後，郭汝棟部叛楊投蔣，被編為新的第20軍。1936年10月，新的第20軍改稱為國民革命軍第43軍。1938年初，第43軍在淞滬會戰中損失慘重，該軍番號撤消，所部被縮編為第26師。1938年底，該師改隸國民革命軍第29軍，1940年5月，又改隸國民革命軍第49軍。1948年6月，東北“剿匪”總司令部為加強在東北地區的軍事力量，國民黨軍以第49軍第26師與東北地方保安部隊改編的暫編第50師、暫編第60師，合編組成新編第5軍，劉雲瀚任軍長。下轄：
第26師，彭鞏英（後張越群）任師長；
暫編第50師，吳寶雲任師長；
暫編第60師，陳膺華任師長。
9月，暫編第50師改番號為第284師，暫編第60師改番號為第293師。11月，該軍在遼沈戰役後潰退天津一帶，改隸華北“剿總”，同時改番號為國民革命軍第八十六軍。
