Средне-техническая скорость движения тягача с прицепом по шоссе в составе батареи достигала 14 км/ч; в составе полка — 11 км/ч; по грунту — 10 км/ч. При эксплуатации сильно сказывалось его сельскохозяйственное происхождение: из всех отечественных машин этого назначения он имел самую плохую проходимость, небольшую удельную мощность, узкую колею (выбранную для работы с четырехкорпусным плугом), малый клиренс, недостаточные сцепные возможности гусениц с мелкими грунтозацепами высотой всего 35 мм, значительное удельное давление на грунт из-за малой ширины траков, сильную продольную раскачку при движении на больших скоростях — стоял даже вопрос о добавлении пятого опорного катка для увеличения базы (амортизаторы тогда еще не применялись). На зимних обледенелых дорогах сцепления гусениц с грунтом было недостаточно для устойчивого движения.
Расположение органов управления в кабине:
СТЗ-5 с 85-мм зенитной пушкой 52К образца 1939 года на улице освобожденного Витебска. 1944 г.
Однако выносливость тягача не вызывала сомнений — он дважды (в ноябре — декабре 1935 года и в марте — апреле 1939-го) совершал безостановочные пробеги Сталинград — Москва и обратно без поломок и недопустимых износов. Дополнительные испытания СТЗ-5, проведенные в НАТИ летом-осенью 1943 года, показали низкие тяговые свойства машины. При движении на высшей, пятой передаче максимальное тяговое усилие на крюке не превышало 240 — 270 кгс, что позволяло тягачу уверенно работать без прицепа или тянуть его только по хорошим дорогам с подъемами до 1,5 — 2°. При этом запас тяговых усилий оказался крайне незначительным (2 — 6%) и при перегрузке скорость резко падала. Поэтому приходилось работать в основном на четвертой (нагрузка на крюке — 585 кгс) и на третьей (нагрузка — до 1230 кгс) передачах. Движение в условиях бездорожья или при буксировке тяжелых прицепов было возможно только на второй передаче (тяговое усилие — 2720 кгс). Отмечался также очень низкий коэффициент сцепления гусениц с грунтом (f = 0,599).
По состоянию на 1 января 1941 года в артиллерии Красной Армии эксплуатировалось 2839 тягачей СТЗ-5 (13,2% парка), хотя по штатам полагалось иметь 5478 машин. Даже в стрелковой дивизии по штатам, утвержденным в апреле 1941 года, должно было насчитываться 5 машин. В начале войны из-за нехватки в армии более мощных тягачей этими тракторами закрывали все образовавшиеся бреши в системе мехтяги и транспортного обеспечения артиллерии, а также танковых частей, что вынуждало с помощью СТЗ-5 буксировать орудия и прицепы гораздо более тяжелые, чем это допускалось его ТТХ. Такая же нехватка других, более подходящих транспортных средств высокой проходимости заставляла монтировать на СТЗ-5 реактивные минометы БМ-13, впервые примененные осенью 1941 года под Москвой, а затем широко — и на других фронтах. При обороне Одессы, где было много тракторов СТЗ-5, они использовались как шасси для постройки суррогатных танков «НИ» с тонкой броней и пулеметным вооружением, обычно снятым с устаревших или подбитых бронемашин. На базе СТЗ-5 пытались делать даже легкие танки с 45-мм пушкой.
Несмотря на большие потери осенью 1941 года, другие заводы были вынуждены прекратить производство тягачей, поэтому вся тяжесть снабжения Красной Армии транспортными гусеничными машинами легла на Сталинградский тракторный, который с 22 июня до конца года произвел 3146 СТЗ-5; за 1942 год — 3359.
Даже приближение противника к Сталинграду не остановило столь нужное армии производство, несмотря на то, что из- за разорванной войной кооперации с другими заводами СТЗ вынужден был делать все комплектующие изделия сам. С 23 августа, дня прорыва немцев к заводу, по 13 сентября 1942 года, когда производство было остановлено, с конвейера удалось снять 31 тягач СТЗ-5.
Гвардейские минометы на базе СТЗ-5 ведут огонь по вражеским позициям. Район Сталинграда, 1943 г.
Масса в снаряженном состоянии
с экипажем без груза, кг 5840
Грузоподъемность платформы, кг 1500
Масса буксируемого прицепа, кг 4500
с перегрузкой 7250
Мест в кабине 2
Мест в кузове для сидения 8 — 10
Габариты, мм:
длина 4150
ширина 1855
высота по кабине (без нагрузки) 2360
База опорных катков, мм 1795
Колея (по серединам гусениц), мм 1435
Ширина гусениц, мм 310
Шаг траков гусениц, мм 86
Дорожный просвет, мм 288