Popularność IVSonaty na skrzypce i fortepian, utworu, który od momentu prawykonania w 1950 roku uznawany jest za jedno z najwybitniejszych dzieł kompozytorki, przyćmiła znaczenie kolejnej, zarazem ostatniej kompozycji w tym gatunku – V Sonaty na skrzypce i fortepian. V Sonata powstała w 1951 roku, w czasie znaczonym takimi dziełami, jak choćby IV Kwartet smyczkowy, II Symfonia czy IV Koncert na skrzypce i orkiestrę.
Jeśli cechą IVSonaty jest głęboki emocjonalizm, ujawniający inne, nie tylko konstruktywistyczno-neoklasyczne oblicze muzyki kompozytorki, to V Sonata stanowi kolejny dowód na stylistyczną „nieoczywistość” dorobku twórczego artystki, z trudem poddającego się jednoznacznym klasyfikacjom.
Sonata jest trzyczęściowa. Cześć pierwsza, stwarzająca wrażenie swobodnej fantazji, ujęta jest jednak w formę allegra sonatowego. Właściwe Allegropoprzedza wstęp utrzymany w tempie Moderato. Nie stanowi on jednak wyodrębnionej struktury (jak np. w IV Kwartecie smyczkowym) lecz, podobnie jak w IV Sonacie, włączony jest w proces „zintegrowanej ekspresji” (Robert S. Hatten), tworząc wraz z tematem jeden łuk emocjonalny. Wzajemna relacja skrzypiec i fortepianu podporządkowana jest zasadzie równorzędności, partnerstwa.
Pierwszą część rozpoczynają wytrzymywane pedałem, ciche dźwięki fortepianu w niskim rejestrze, przeradzające się w krótkie pasaże, będące każdy rozwinięciem poprzedniego. Skrzypce wchodzą cichym flażoletem g1, by szybkim, figuracyjnym pasażom fortepianu towarzyszyć coraz bardziej niespokojną, meandrycznie snującą się frazą. W dalszym fragmencie to fortepian zdaje się antycypować motywy, które złożą się na właściwy, energiczny temat pierwszy. Zbudowany on jest z kilku, charakterystycznych dla języka dźwiękowego kompozytorki fraz. Pierwsza, pełniąca rolę wstępu do właściwego tematu, stanowiąca jednocześnie zakończenie burzliwego już w tym momencie Moderato, ma strukturę, którą można przedstawić jako: a–a1–b (takt 25). Motyw a ma postać „wahadłową”, ze stałą podstawą g.Ten krótki, dwutaktowy motyw zakończony pojawiającym się często w tej części flażoletem g1 powtórzony jest następnie o oktawę wyżej. Skrzypcowym motywom towarzyszy quasi kanoniczny (z przesunięciem o ósemkę) akompaniament prawej ręki fortepianu, odwzorowujący kierunek ruchu bez respektowania wielkości interwałów. Odmienny w charakterze motyw b prowadzi wprost do właściwego Allegro. Ma ono z kolei budowę a–b–a–b1. Część a, to rytmiczne ostinato krótkich, dwugłosowych motywów skrzypiec obramowanych dźwiękami e1 i a1 Część b, to ujęta w melodyczny łuk ósemkowa figuracja. Dalszy rozwój polega na nieustannym łączeniu i rozwoju owych pierwotnych modeli w ekspresyjnym dialogu obu instrumentów, aż do wygaśnięcia narracji skrzypiec w momencie, gdy fortepian, po wyciszającym łączniku, ukazuje drugi, śpiewny temat (takt 69). Przypomina on nieco intonacje ludowe poprzednich utworów, także w inwariantowym rozwinięciu drugiego zdania pierwszej frazy. Skrzypce intonują ów temat o tercję wyżej. W repryzie kompozytorka powtarza dokładnie 31 taktów ekspozycji, licząc od owych wahadłowych motywów w takcie 25. Potem następuje zmiana, zaś temat drugi temat ukazany jest w skrzypcach o sekundę wyżej od pierwotnej wersji fortepianu. Narracja całej części zbudowana jest z krótkich motywów, w których poszczególne składniki ulegają nieustannej permutacji stwarzając iluzję płynnej frazy. Wrażenie to potęguje zróżnicowana artykulacja, przebiegi staccatowe i tremolowe, częste użycie flażoletów w skrzypcach wzbogacających kolorystycznie figurację. Fortepian, prowadząc dialog ze skrzypcami, tworzy zarazem tło w powtarzanych arytmicznie, nasyconych harmonicznie akordach lub krótkich frazach.
Część druga Nokturn (Andante dolcissimo), to rodzaj wariacji kanonicznych zbudowanych na prostym, podanym na początku przez fortepian, czterotaktowym temacie. Pojawiający się po dwóch taktach glos skrzypiec deformuje ów wzór już w trzecim takcie swojej partii. I tak toczy się owa gra kanoniczna między oboma instrumentami ukazując główny motyw w postaci bliskiej pierwotnej postaci lub bardziej zmienionej. Nokturn znany jest także jako samodzielny utwór w transkrypcji orkiestrowej dokonanej przez kompozytorkę.
Finale (Allegro inquietamente) rodzajem ekspresji nawiązuje do IV Sonaty, zwłaszcza do pełnej dramatyzmu pierwszej części tego utworu. Podobne są nawet niektóre zwroty, zwłaszcza krótkie, trzydźwiękowe formuły przypominające początek głównego tematu poprzedniej Sonaty. Wyraźne są w tej części dwie płaszczyzny tematyczne, choć trudno tu mówić o tematach w tradycyjnym sensie jako zintegrowanych strukturach. Pierwsze 41 taktów to rodzaj poematu o zróżnicowanym charakterze: od ostrych, krótkich motywów ukazywanych naprzemiennie w obu instrumentach po szeroką, „brahmsowską” frazę skrzypiec (con passione) i stale rosnące napięcie w kolejnych taktach. Po wygaszeniu emocji i zmianie metrum z 2/4 na 6/8 skrzypce przy wsparciu fortepianu snują spokojną, śpiewną melodię pełniąca rolę drugiego tematu. Oba tematy są w dalszym przebiegu źródłem wariacyjnych opracowań, często w postaci ostinat o wyrafinowanym kształcie brzmieniowym, jak np. fragment powtarzanych na pustych strunach flażoletów-dwudźwięków (takty: 105–110). „Brahmsowska” fraza z pierwszego tematu ukazana jest w repryzie z innym określeniem: już nie con passione, a espressivo. Temat drugi, w przeciwieństwie do pierwszego, pojawia się w skrzypcach w niezmienionej postaci, choć tylko przez pierwsze siedem taktów. Całość kończy coda nawiązująca do burzliwego przetworzenia, z ostrym tarciem sekundowym w końcowych oktawach: A1–A w fortepianie i g–g1 w skrzypcach.
PrawykonanieV Sonaty na skrzypce i fortepian odbyło się w 1951 roku na koncercie PWM w Krakowie. Partię skrzypiec wykonała kompozytorka, towarzyszył jej na fortepianie Kiejstut Bacewicz. Utwór dedykowany jest Tadeuszowi Ochlewskiemu.