El H-5 fue construido originalmente por Sikorsky como su modelo S-48, designado como R-5 por las Fuerzas Aéreas del Ejército de los Estados Unidos. Fue diseñado para proporcionar un helicóptero que tuviera mayor carga útil, autonomía, velocidad y techo de vuelo que el Sikorsky R-4. El R-5 se diferenciaba del R-4 en que tenía un diámetro de rotor aumentado y un nuevo y más largo fuselaje para dos personas en tándem, aunque retenía el tren de aterrizaje de rueda de cola del R-4.
El primer XR-5 de cuatro ordenados realizó su primer vuelo el 18 de agosto de 1943. En marzo de 1944, las Fuerzas Aéreas del Ejército ordenaron 26 YR-5A para realizar pruebas de servicio, y en febrero de 1945, el primer YR-5A fue entregado. Esta orden fue seguida por un contrato de producción de 100 R-5, equipados con soportes para transportar dos camillas, pero realmente solo se entregaron 34 unidades.
Durante su servicio, el H-5/HO3S-1 fue usado en misiones utilitarias, de rescate y humanitarias por todo el mundo, incluyendo vuelos durante la Operación Highjump en la Antártida. Mientras que la potencia extra del H-5 lo hacía significativamente más útil que sus primos R-4 y R-6, el H-5/HO3S-1 sufría, como muchas de las primeras y pequeñas máquinas monorrotores de asientos en tándem, de problemas del centro de gravedad. El H-5/HO3S-1 ganó su mayor fama durante la guerra de Corea, cuando fue solicitado repetidamente para rescatar pilotos de las Naciones Unidas derribados detrás de las líneas enemigas, y para evacuar personal herido de las áreas del frente. Finalmente fue reemplazado en la mayoría de las misiones por el H-19 Chickasaw. En 1957, los últimos helicópteros H-5 y HO3S-1 fueron retirados del servicio activo estadounidense.
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