Die Patrone 5,45x39 wurde eigens für das Sturmgewehr AK-74 entwickelt, nicht zuletzt unter dem Eindruck des US- amerikanischen Einsatzes der Patrone .223 Remington (5,56x45) im Vietnamkrieg. Die 5,45x39 folgte einem internationalen Trend zu kleineren Kalibern bei Schützenwaffen. Die Vorteile eines gegenüber dem früheren Standardkaliber (7,62 mm) kleineren Kalibers liegen in der gestreckteren Flugbahn (bessere Rasanz), im geringeren Rückstoß, was die Treffgenauigkeit bei Feuerstößen erhöht und im geringeren Gewicht der Patrone, wodurch ein Schütze eine höhere Anzahl an Patronen mitführen kann. Während des Falklandkrieges (1982) wurde allerdings auch die Seitenwindempfindlichkeit solch leichter Geschosse deutlich (die britische Armee setzte u.a. das Sturmgewehr SA-80 im Kaliber 5,56x45 ein).
Die ersten Medienberichte über die Munition der AK-74 gab es nach dem Einmarsch der Sowjetarmee in Afghanistan 1979. Wie auch bei frühen Berichten über die Wirkung der .223 Remington kam es dabei zu Übertreibungen. So kursierten über beide Patronen Gerüchte, ein Treffer eines Geschosses an einer beliebigen Stelle würde einen sofortigen Schocktod bewirken, was man aber getrost als Propagandamärchen des Kalten Kriegs ansehen kann.
Der bemerkenswerte Aufbau des Geschosses der 5,45x39 hat vielleicht zur Entstehung solcher Geschichten beigetragen. Das Geschoß hat eine hohle Spitze, gefolgt von einer Einlage aus Weichblei, an die sich ein Stahlkern (4,18mmx 15mm) anschließt. Das Geschoß verläßt den Lauf einer standardmäßigen AK-74 rechnerisch mit knapp 4600 Umdrehungen pro Sekunde. Die extrem schnelle Rotation bewirkt zusammen mit der leichten Spitze und der Luftwiderstandskraft, die von vorn wirkt, eine sichere Stabilisierung des Geschosses (ähnlich einem auf der Spitze stehenden Kreisel). Demgegenüber kommt es bei der .223 Remington bei ungünstigen Laborierungen oder in sehr kalter Luft hin und wieder zum Taumeln der Geschosse.
Beim Eindringen des Geschosses der Patrone 5,45x39 in ein weiches Ziel wird die hohle Spitze eingedrückt und das Geschoß zerlegt. Dabei beginnt das Geschoß in der Regel im Ziel zu Taumeln. Diese Bewegung verursacht wegen der sehr schnellen Rotation Gewebeschädigungen in einem relativ großen Volumen um den Einschußbereich.
Beim Auftreffen auf ein hartes Ziel spritzt der vordere Mantel und das Blei durch den Druck ringförmig weg und der Stahlkern durchdringt das Ziel, wobei der Rest des Tombakmantels abgestreift wird. Bei Schießversuchen des deutschen Fachmagazins "Visier" wurde nach Durchschlagen einer 10mm dicken Stahlplatte eine Verformung des Stahlkerns von nur 5 hundertstel Millimetern festgestellt.
Für das jagdliche oder sportliche Schießen spielt dieses Kaliber daher keine Rolle, im Gegensatz etwa zur .223 Remington, die in zahlreichen Match- und Jagdlaborierungen auf dem Markt ist. In Deutschland kommt noch hinzu, daß der Besitz von Hartkernmunition laut Waffengesetz (Anlage 2, Abschnitt 1, Punkt 5, Unterpunkt 4) verboten ist.
Basierend auf der 5,45x39 wurde die Pistolenpatrone 5,45x17,8 entwickelt, die bisher nur bei der kompakten Selbstladepistole PSM (Pistolet Samosarjadnyj Malogabaritnyj) zum Einsatz gekommensein soll. Diese Waffe (1983 offiziell vorgestellt) wurde unter anderem an höhere Dienstgrade der Volkspolizei der DDR ausgegeben. Das Geschoß der 5,45x17,8 besitzt ebenfalls einen Stahlkern, der dem Vernehmen nach Schutzwesten durchschlagen kann. Auch diese Munition ist in Deutschland laut Waffengesetz verboten.