Фирма «Кадиллак» в начале 1942 года предложила вариант установки в легком танке М3 двух V-образных 8-цилиндровых двигателей «Кадиллак» вместо штатного авиационного «Континентал». Впрочем, танк исключительно с измененной силовой установкой серийно не производился. В серию пошла другая машина, со сварным корпусом, разработанным в соответствии с требованиями службы вооружений.

Полностью изменилась носовая часть, получившая сплошной наклонный лобовой лист с шаровой установкой пулемета. Из-за того, что спаренные двигатели «Кадиллак» занимали больший объем, чем звездообразный «Континентал», высоту моторного отделения увеличили. Башня и ходовая часть сперва были такими же, как у М3А1, но в ноябре 1942 года на М5 поставили башню от М3А3. Были внедрены также штампованные опорные катки и фальшборты, ранее устанавливавшиеся опционально.

М5А1 производили фирмы «Кадиллак» и «Америкен Кар энд Фаундри», и к июню 1944 года они выпустили 6810 танков. В итоге М5А1 стал не только самой совершенной, но и самой массовой моделью из всего семейства «Stuartов». Почти две трети из числа всех выпущенных машин отправили в Англию, значительное количество передали в войска Свободной Франции и Китая. Незначительное количество было поставлено и в Советский Союз. Любопытно отметить, что «жизненный путь» этого самого массового (выпущено 22 116 машин всех модификаций), самого популярного и, без сомнения, одного из самых удачных легких танков Второй мировой войны до сих пор не завершен. Модернизированные до неузнаваемости «Stuart'ы» и сегодня под обозначением Х1А2 состоят на вооружении бразильской армии.