为满足运载核弹的要求，320厂对强-5做了多项改进：取消了原有弹舱，在机腹部位设计一个较大的凹陷，採用半埋式方式挂装氢弹；借鉴了从美国F-4飞机残骸上缴获的推脱装置，设计了带有推脱装置的弹架，通过甩投方式保证氢弹与载机分离；加装一个时统开关，可以发出信号，告知地面测试飞行员拉起飞机投掷氢弹的时间，指挥部同时计算出氢弹爆炸时间。此外，飞机还装上了上仰甩投瞄準具、高精度弹伞延时器、专用核弹监测与控制系统、电动锁死弹钩装置等。此外，为了避免核爆产生的强光损害飞行员的眼睛，设计了座舱遮光罩，当投放核弹时，座舱遮光罩将自动关闭。
为了增大航程，强-5甲增加了燃油携带量，机内燃油增加到2155 升，机外燃油增加到1560升，总计3715升，增加的油量可以保证强-5甲携带核弹飞到核试验场上空甩投并返回。
强-5甲的改型研製自1970年4月开始。1970年8月1日，第一架强-5甲上天，10月底完成6架飞机的改装任务。1971年12月30日，试飞员杨国祥驾驶11264号强-5甲第一次甩投氢弹，由于推送装置电路短路造成氢弹连投3次没能投下，杨国祥驾机携带氢弹返航并安全着陆。1972年1月7日，试飞员杨国祥驾驶11264号强-5甲甩投氢弹试验成功。
强-5甲是战术核武器投掷专用机型，实际上是中国氢弹试验的投掷机型，机身下部弹舱去掉舱门，形成一个大的凹陷，用以半埋式外挂体积较大的氢弹——也说明中国当时的核武器体积还是比较大的。甲型机身内增加燃油2155升，机外增加1560升，增大了航程；加装124厂的以燃气螺栓为核心的弹射式弹架；採用5714厂的上仰甩投瞄準具；加装核弹检测与控制系统、电动锁死弹钩装置。氢弹採用了高精度的弹伞延时器。甲型也为中国人民解放军提供了一种战术核攻击的手段，在对抗坦克集群时有较大实际意义。1971年12月30日，该型26号机首次试验甩投氢弹。不料周总理之前询问的“如果投不下去”的问题应验了，该甲型机被迫带弹着陆。之后证明是一个关键螺丝旋多了一些。1972年1月7日，甲型机成功完成氢弹试验。
