N2O5 được báo cáo lần đầu bởi Deville năm 1840, người đã điều chế nó bằng cách xử lý AgNO3 với Cl2[2][3]:

Một phương pháp tổng hợp phòng thí nghiệm đưa đến việc khử nước axit nitric (HNO3) với điphotpho pentoxit:[4]

Trong quá trình đảo nghịch, N2O5 phản ứng với nước (thủy phân) để tạo ra axit nitric. Do đó đinitơ pentoxit là anhydride của axit nitric:

N2O5 tồn tại dưới dạng tinh thể không màu thăng hoa một chút ở nhiệt độ trên nhiệt độ trong phòng. N2O5 cuối cùng phân hủy tại nhiệt độ phòng để trở thành NO2 và O2:[5]