作為二戰中日本最強大的王牌戰車，四/五式中型坦克是為了實現“本土決戰”來扭轉戰局而密祕研發的“決戰兵器”。
日本人管坦克叫“戰車”。在二戰前和整個二戰期間，日本研製的各型坦克和戰車，包括改進型在內，共有50多種。不過，雖然型號多多，但精品寥寥。稍微能夠叫得響的，恐怕只有97式中型坦克和“卡米”2水陸坦克等少數幾種。
小日本的戰車以欺軟怕硬、懼強凌弱而著稱。在二戰的初期，日本軍隊主要在中國大陸及東南亞作戰，作戰對象基本上沒有坦克部隊或僅裝備少量坦克，反坦克火力也較弱，這使得日本的小坦克得以耀武揚威，不可一世。想當年，日軍的95式輕型坦克等在今馬來西亞等地橫衝直撞，短期內攻佔了馬來亞全境，小日本驕傲地稱之為 “馬來亞閃電戰”。其實，這和德國大兵的“閃擊戰”根本不是一個檔次上的。日本研製和生產的97式中型坦克，自稱為“得意之作”。不過，“得意之作”的結果，是抑制了日本坦克的發展，致使日本研製和生產的小坦克，在二戰的相當長的時間內火力不強，裝甲薄弱。
到了二戰的中後期，在太平洋島嶼爭奪戰中，日軍面對的是美軍強大的M3/M4中型坦克，小日本的各型戰車顯得不堪一擊，武士道精神抵擋不住美軍的鋼甲鐵騎，使日軍感到“切膚之痛”。痛定思痛的結果，是緊急研製能與對方坦克作戰的中型坦克。三式中型坦克便是在這種背景下產生的。三式中型坦克於1944年研製成功，共生產了150輛。日本人稱三式中型坦克是“真正與坦克作戰的坦克”，準備用於“本土決戰”，大量部署在九州地區。不過，三式中型坦克的防護力仍然明顯偏弱，這促使日本軍方研製更強大的坦克，於是，四式和五式中型坦克的研製計劃便緊急提到議事日程上來。
四式坦克和五式坦克，是作為“本土決戰兵器”而研製的。到了1945年初，小日本已經是“秋後的螞蚱”，美國大兵已經殺到沖繩島，對日本的持續大轟炸，令日本的東京等大城市一片狼藉，軍工生產能力嚴重受損，使得四式和五式中型坦克的研製和生產受到很大的影響。結果，四式坦克僅生產出幾輛，五式坦克僅製成樣車，還沒有來得及“露臉”，小日本就戰敗投降了，成為日本軍方手中未打出的“王牌”。
五式中型坦克的研製大綱要求，主要作戰對象是美軍的M4“謝爾曼”坦克，首先要增強火炮威力，能擊穿M4中型坦克的正面裝甲；同時要強化裝甲防護，不能輕易地被M4中型坦克擊穿；隨之而來的必然要增大發動機的功率。根據這一大綱的要求，決定採用75毫米級的加農炮，戰鬥全重在30噸級，發動機的最大功率應達到550馬力。研製的擔當者為第四研究所，試製單位為三菱重工業東京機器製作所，研製的代號為“奇利”。
試製過程中的關鍵技術還是長身管的75毫米坦克炮，由日本大阪陸軍造兵廠研製。樣炮於1944年8月試製完成，8～10月間進行了彈道性能試驗；10～11月間將樣炮裝到四式坦克上進行了裝車實用性試驗，地點在陸軍戰車學校；1944年12月至1945年1月間，又特地將這款裝75毫米樣炮的四式坦克運到中國東北北部(日本人稱為“北滿”)進行寒區適應性試驗。實彈射擊試驗表明，這種火炮的射彈散佈很小，穿甲威力提高，是一種性能不錯的火炮。
然而，由於“戰局迅速惡化”日本軍方為了能儘快裝車，不得不取消自動裝彈機。在底盤的研製上，重點放在兩個方面，一是選用大馬力的發動機，二是全面採用車體焊接結構。由於日軍在前線節節敗退，美軍很快就要打到日本本土，這樣，五式中型坦克僅製成一輛樣車，停留在樣車研製階段，最終未能定型投產。二戰後，被美軍繳獲的五式中型坦克，連75毫米主炮也未裝上，僅在車體前部裝上了37毫米副炮，但其碩大的炮塔給人留下了深刻的印象。
作為二戰中日本最強大的戰車，五式中型坦克是四式中型坦克的改進型，外形上很相似，但五式的車體加長、加大，每側有8個負重輪，炮塔也改為全焊接結構，有稜有角。這些成為區分五式坦克和四式坦克的最主要的外部特徵。
五式中型坦克的戰鬥全重達到了35噸，比四式坦克重約4噸，乘員人數仍為5人，車長7.307米，車寬3.07米，車高3.049米，車底距地高為400毫米。各部位的裝甲厚度與四式中型坦克大同小異，但車體前部側面的裝甲厚度增加到50毫米，車體和炮塔正面的裝甲厚度達到了75毫米。從外觀上看，五式中型坦克已經具備了二戰後第一代坦克的一些特徵，但整車的高度較高。
五式中型坦克其主要武器是1門五式75毫米坦克炮，身管長為56倍口徑，炮管重1710千克，炮全重2221千克，採用橫式自動炮閂，火炮的高低射界為－6.5～+20度，方向射界360度，發射的彈種有一式穿甲彈和四式榴彈，彈藥基數為78發。主炮的炮彈佈置在車體底部(60發)和炮塔尾艙(18發)。其穿甲彈的穿甲威力較四式坦克又有一定提高，在1000米的射擊距離上可擊穿75毫米厚的鋼裝甲，可以較容易地擊穿M4“謝爾曼”坦克的正面裝甲。
車體前部右側裝1門一式37毫米火炮，彈藥基數為124發。輔助武器為2挺97式7.7毫米重機槍，1挺為並列機槍，1挺為前機槍，彈藥基數為5340發。另有自衛用的衝鋒槍若干支，子彈300發。在觀瞄儀器上，除了炮長瞄準鏡外，還裝上了光學測距儀，基線長75釐米。
五式中型坦克整個動力傳動裝置的佈置上，發動機在車體後部，其動力通過一根很長的傳動軸傳遞到位於車體前部的變速箱，再通過行星轉向機和側減速器，最後將動力傳遞給主動輪。主動輪在前，誘導輪在後。
五式中型坦克動力裝置為德國BMW航空發動機的改進型，這是一款V型、12缸、水冷汽油機，最大功率550馬力(404千瓦)。本來，在二戰的許多日本坦克上，已經採用了柴油機，但是，當時日本坦克上現成的坦克柴油機的最大功率只有400馬力的風冷柴油機。雖然日本軍方很喜歡風冷柴油機，無奈馬力不夠，不得已才選用了德國造的航空發動機，加以若干改進後用到了五式坦克上。