Na lotnisku Vizzola Ticino w pobliżu Varese znajdowała się jedna z najstarszych włoskich szkół lotniczych Scuola di Aviazione Capron. W połowie 1930 r. powstał tu dodatkowo zakład produkujący komponenty lotnicze dla firmy Caproni. Stała rozbudowa doprowadziła do powstania tu w 1937 r. biura konstrukcyjnego kierowanego przez inż. Fabrizi. Pierwszy projekt biura miał być od razu bardzo ambitny, gdyż zamierzano stworzyć nowoczesny samolot myśliwski. 

 

Dla zastąpienia myśliwców poprzedniej generacji takich jak Fiat C.R.20 w 1936 r. Ministerstwo Lotnictwa (Ministero dell'Aeronautica) wydało specyfikację wymagań na nowe myśliwce przeznaczone dla Regia Aeronautica.  Ogłoszony konkurs nosił oficjalną nazwę "Il Concorso Caccia Intercettore Terrestre" czyli dotyczył samolotów przechwytujących operujących z lotnisk lądowych. Był podzielony na dwie części z których pierwsza dotyczyła samolotów dwupłatowych a druga dolnopłatów. Dwie różne konfiguracje konstrukcji oceniano w dwóch osobnych grupach przez pilotów testowych, którzy latali na samolotach kolejno na każdym prototypie a następnie zebrano dane porównawcze. Trzeba tu zaznaczyć, że w lotnictwie włoskim nie wyciągnięto właściwych wniosków z doświadczeń wojny domowej w Hiszpanii i niejako Regia Aeronautica „osiadła na laurach”, czego skutkiem było między innymi nie podjęcie w porę prac nad silnikami lotniczymi dużej mocy. W wypadku tego konkursu natomiast dość powszechne było przekonanie o wyższości układu dwupłatowego nad szybkimi dolnopłatami, gdyż ceniono łatwość pilotażu i wysoką manewrowość tych pierwszych jak i nie miano zaufania do latania w zamkniętych kabinach. Efektem tego było niejako faworyzowanie dwupłatów, poprzez ocenianie ich w innej kategorii. Przed wojną ten błąd popełniano jednak także i w innych krajach i np. w Polsce przewidywano manewrowe myśliwce frontowe i szybkie myśliwce pościgowe a Rosjanie mieli swoje I-15 (później I-153) obok dolnopłatów I-16. 

 

Samolot został zaprojektowany przez dyrektora technicznego firmy inż. Fabrizi, który jednak nie doczekał budowy prototypu, gdyż zginął latem 1938 r. podczas lotu na samolocie szkolnym Ba.28 w Guidonia. Dalsze prace kontynuował inż. Ripabelli a w marcu 1939 r. dołączył do niego inż. Baldassarri. Prototyp o numerze fabrycznym MM.392 został oblatany na lotnisku przyfabrycznym w Vizzola Ticino dnia 19 lutego 1939 r., przez pilota oblatywacza Giuseppe Pancera. Próby oficjalne trwały do 15 kwietnia 1940 r.

 

W I grupie konkursu startowały takie konstrukcje jak: Caproni Ca.165 i Fiat C.R.42, zaś rywalami Caproni-Vizzala F.5 w II grupie były: AUSA AUT 18, Fiat G.50, IMAM Ro.51, Macchi M.C.200 i Reggiane Re.2000. Dla osób orientujących się w sytuacji jest jasne, że z samolotów startujących w tej rywalizacji w postaci prototypu pozostały tylko AUSA AUT 18  i Caproni Ca.165 a IMAM Ro.51 w dwóch egzemplarzach. Mimo, że konkurs powinien wyłonić zwycięzcę, inne względy spowodowały, że pozostałe 5 typów maszyn było produkowane i używane w Regia Aeronautica lub Regia Marina. 

 

Caproni-Vizzala F.5 wypadł w konkursie dobrze, ale bez żadnych istotnych zalet względem G.50 czy M.C.200 ale był wolny od wad konstrukcyjnych, które wykazywała konkurencja. Wręcz wykazał pewne zalety, jak np. wyższą prędkość wznoszenia. Miał natomiast jedną istotną przewagę: produkcja płatowca M.C.200 miała kosztować 380.000 lirów za sztukę a F.5 tylko 295.000 lirów (bez silnika i śmigła). Ostatecznie decydujące okazały się opóźnienia programu w porównaniu do maszyn Fiata i Macchi. Lotnictwo włoskie zaspokojone rozwijającą się produkcją tych dwóch firm straciło zainteresowanie samolotem F.5. W wyniku negocjacji we wrześniu 1939 r. Ministerstwo Lotnictwa podpisało kontrakt na budowę 12 samolotów F.5 serii 0 (przedprodukcyjnych) dla których przewidziano numery MM.5921 do MM.5932, z opcją na produkcję w przyszłości serii 200 takich samolotów. Kontrakt opiewał na kwotę 3.245.000 Lirów. Maszyny miały mieć zmodernizowaną część ogonową a w wyniku nacisków pilotów, miały mieć odkryte kabiny pilota. 

 

 

Firma Caproni nadal starała się udoskonalić swój samolot. Na drugim prototypie o numerze fabrycznym MM.413, zastąpiono silnik Fiata na Isotta Frascini L.121 i wprowadzono pewne usprawnienia w tym powiększono statecznik pionowy. Pierwszy lot tak poprawionej maszyny odbył się 1 stycznia 1940 r. 

 

Warto nadmienić, że gdy ogłoszono wymagania na nowy samolot myśliwski, wytwórnia Caproni rozpoczęła pracę nad samolotem F.4, do napędu którego przewidywano silnik rzędowy chłodzony płynem Isotta Fraschini Asso 121 RC.40 o mocy 960 KM. Ponieważ jednak lotnictwo preferowało silniki gwiazdowe, prace nad F.4 zostały zamrożone a doświadczenia wykorzystane przy projektowaniu F.5. Na początku wojny duże sukcesy odnosiły samoloty niemieckie napędzane silnikami rzędowymi a sytuacja stworzyła możliwość podjęcia produkcji we Włoszech silników na licencji niemieckiej. Zainteresowanie włoskimi samolotami napędzanymi niemieckimi silnikami wyraziło lotnictwo, gdy więc do Włoch dotarły pierwsze niemieckie silniki Daimler-Benz DB 601 o mocy 1.175 KM, natychmiast przebudowano jedną z maszyn (MM 5932) przystosowując ją do nowej jednostki napędowej i powstał w ten sposób samolot określany jako F.5bis, ale później wrócono do planowanego dla maszyny napędzanej silnikiem rzędowym oznaczenia F.4. Maszyna ta jest omówiona w osobnym artykule.