歼-5的最主要的空战武器是三门固定机炮。这一机炮火力配置偏向于拦截敌方大型飞机，例如轰炸机的任务，符合20世纪60年代美苏空中力量对比的情况。武器机头左侧下方装两门23毫米机炮，机头右侧下方装一门37毫米机炮。备弹量为200发。机上装有光学半自动瞄准具，有两具照相枪。左、右翼下可各挂一颗100～250千克的炸弹。机翼为后掠式中单翼，副翼的偏转角范围为±18度。机头左侧下方装两门23-1型23毫米机炮，机头右侧下方装一门31型37毫米机炮。装弹量为200发。23-1机炮初速680米/秒，射速800发/分，弹种包括航23-1杀燃、航23-1杀燃曳光、航23-1穿燃、航23-1训练自炸弹。37-1型初速690米/秒，射速400发/分，1954年开始研制，开始时因考虑到该炮性能落后、苏联已有后继型号，故仅计划少量生产以避免浪费，后来因为歼-5需求量增加，最终生产了236门后于1959年停产。机翼下可挂两枚100-250千克的炸弹。
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