Топливозаправщик АТЗ-11,5-5337 разрабатывался на Тихорецком заводе "Красный молот" как замена топливозаправщика ТЗ-500. Опытно-конструкторские работы проводились в период с 1988 по 1990 год. Изготовлены 2 опытных образца. Государственные испытания проведены в 1991 году. В дальнейшем на его базе были разработаны топливозаправщики АТЗ-10,5-5337, АТЗ-9,5-5337, АТЗ-10К-5337.